Teorija

Vielas šķīdība
Dažas vielas ūdenī šķīst labi (cukurs, sāls), dažas vielas ūdenī šķīst nedaudz (ģipsis, želatīns), bet ir arī ūdenī tikpat kā nešķīstošas vielas (stikls, eļļa, benzīns). Pēc šķīdības vielas var iedalīt trīs grupās.
  1. Labi šķīstošas vielas.
    20°C temperatūrā 100g ūdens izšķīst vairāk nekā 10g vielas.
  2. Maz šķīstošas vielas.
    20°C temperatūrā 100g ūdens izšķīst no 0,1g līdz 10g vielas.
  3. Praktiski nešķīstošas vielas.
    20°C temperatūrā 100g ūdens izšķīst mazāk par 0,01g vielas.
 
Lai iegūtu cietas vielas ūdens šķīdumu, tā jāšķīdina ūdenī. Šķīšanu var paātrināt, šķīdumu maisot vai šķīdināmo vielu sasmalcinot. Tomēr noteiktā ūdens daudzumā nemainīgā temperatūrā izšķīst tikai noteikts daudzums cietas vielas.
 
Vielas šķīšanas procesā šķīdumā vienlaicīgi norisinās divi procesi - vielas šķīšana un vielas kristalizācija. Šķīšana norisinās ūdens molekulām iedarbojoties uz šķīdināmās vielas daļiņām. Difūzijas rezultātā izšķīdušās vielas daļiņas izklīst pa visu šķīduma tilpumu. Vienlaikus notiek pretējs process - kristālu veidošanās jeb kristalizācija. Izšķīdušās vielas daļiņas saduras ar neizšķīduša kristāla virsmu, kas to piesaista, un daļiņas no jauna pāriet kristāla sastāvā. Abi šie procesi rit ar noteiktu ātrumu.
 
Piesātināts šķīdums - ja vielas šķīšanas un kristalizācijas ātrumi ir vienādi, tad iestājas līdzsvars starp neizšķīdušo vielu un izšķīdušo vielu.
Nepiesātināts šķīdums veidojas, ja konkrētajā temperatūrā vēl var izšķīdināt zināmu vielas daudzumu. Šajā gadījumā šķīšanas process notiek ātrāk nekā kristalizācijas process.
Ja atdzesē karstu piesātinātu šķīdumu, tad izšķīdinātās vielas pārpalikums parasti kristalizējas. Tomēr, ja karstu piesātinātu šķīdumu atdzesē lēnām tā, lai šķīdums netiktu "satricināts", kristalizācija var arī nenotikt. Tā iegūst pārsātinātu šķīdumu.
 
Nepiesātināts šķīdums ir tāds šķīdums, kurā vielu dotajā temperatūrā vēl var izšķīdināt.
Piesātināts šķīdums ir tāds šķīdums, kurā viela dotajā temperatūrā vairs nešķīst.
Pārsātināts šķīdums ir tāds šķīdums, kas satur vairāk vielas, nekā dotajā temperatūrā nepieciešams, lai šķīdums būtu piesātināts.
 
Vielas šķīdība ir izšķīdinātās vielas masa gramos uz simts gramiem šķīdinātāja, kas dotajos apstākļos (dotajā temperatūrā un spiedienā) veido piesātinātu šķīdumu.
 
cv_liknes.PNG
 
 
Atkarībā no vielas dabas šķīdību ietekmē temperatūra un spiediens. Vielu šķīdību atkarībā no temperatūras attēlo šķīdības līknes. Šķīdības raksturošanai lieto dažādas mērvienības.
 
Katrai vielai ir raksturīga šķīdības atkarība no temperatūras. Ja vielu šķīdību atkarību no temperatūras attēlo grafiski, iegūst šķīdības līknes. Šķīdības līknes var atrast ķīmijas rokasgrāmatās.
 
Apskatot šķīdības līknes, redzam, ka daudzām cietām vielām šķīdība ūdenī pieaug, palielinoties temperatūrai. Dažām vielām piemīt tāda īpašība, ka kristalizējoties tās no ūdens šķīduma piesaista noteiktu skaitu ūdens molekulu. Tā rodas šādu vielu kristālhidrāti. Kristālhidrātu veidošanās izraisa krasu šķīdības maiņu (att. nātrija sulfāts).
 
Šķīdības līknes var izmantot dažādu aprēķinu veikšanai, lai noskaidrotu, cik liela masa ir kristāliem, kas rodas, atdzesējot piesātinātus cietu vielu šķīdumus un lai noteiktu pagatavotā šķīduma veidu.
 
 
Gāzu šķīdība
 
gv_liknes.PNG
Gāzu šķīdība ir atkarīga gan no temperatūras, gan no spiediena. Jo spiediens ir lielāks, jo gāzes šķīdība ir lielāka. Par to var viegli pārliecināties, attaisot gāzētā dzēriena pudeli. Dzērienu ražojot, paaugstinātā spiedienā tajā ir izšķīdināta ogļskābā gāze. Kad pudeli attaisa, spiediens samazinās līdz atmosfēras spiedienam. Samazinās arī ogļskābās gāzes šķīdība, un tā sāk strauji izdalīties.
 
Gāzu šķīdības līknes parāda, ka, paaugstinoties temperatūrai, gāzu šķīdība ūdenī samazinās.
 
Vielu šķīdība lielā mērā atkarīga no vielas dabas. Vielas pēc spējas šķīst var iedalīt divās grupās: ūdenī šķīstošās vielas un taukos šķīstošās vielās. Lai prognozētu vielu savstarpējo šķīdību, jāievēro likumsakarība: līdzīgs šķīst līdzīgā.
 
Vielas, kuru molekulas ir līdzīgas, ir savstarpēji šķīstošas. Tātad līdzīgs šķīst līdzīgā.
 
Atsauce:
Kaksis Ā., Ķīmija 10. klasei, Lielvārds, 2009, 32 - 36