РАСТВОРИМОСТЬ

РАСТВОРИМОСТЬ, концентрация растворенного вещества в насыщенном растворе, т. е. в растворе, находящемся в равновесии с тем же веществом в виде отдельной фазы.—Р. газов. В случае соприкосновения жидкости с газовой фазой Р. газа обнаруживает очень сильную зависимость от его давления. Согласно закону Генри (Henry) количество растворяющегося в данной жидкости газа пропорционально давлению последнего. Т. к. по закону Бойля-Мари-отта давление оказывает такое же влияние на содержание таза в единице объема самой газовой фазы, то можно сказать, что объем газа. растворяющийся в жидкости, не зависит от его давления. Если мы имеем не чистый газ, а газовую смесь, то согласно закону Дальтона (Dalton) P. каждого газа пропорциональна его парциальному давлению, независимо от других находящихся в смеси газов. Р. газа характеризуют обычно его «коефициентом поглощения», Последний равняется количеству газа, к-рое растворяется при данной темп, в 1 см³ жидкости, если его парциальное давление равно 1 атм.; при этом количество газа выражают объемом, занимаемым им при 0° и атмосферном давлении. Реальные газы, не следующие законам идеальных газов, не подчиняются также и закону Генри-Дальтона. В особенности это относится к газообразным веществам, имеющим очень высокую Р., как например аммиак (NH₃) или хлористоводородная кизлота (НС1). Их Р. не пропорциональна парциальному давлению и поэтому не может быть охарактеризована постоянным коеф. поглощения. По мере повышения темп. Р. всех газов уменьшается. Так напр. для кислорода коефициент поглощения равняется при 20°—3,10. 10~², при 50°— 2,09 . Ю^-2; для азота соответствующие значения равны 1,45 . Ю^-2 и 1,02 . Ю^-2. Как ни мало количество кислорода, растворяющееся в воде, его оказывается достаточно для дыхания водных животных. Очень большое биол. значение имеет также указанная зависимость Р. газов от t°. С повышением t° дыхание животных и их потребность в кислороде быстро возрастают, между тем как его содержание в воде падает. Между этими обеими величинами создается несоответствие, вследствие к-рого гибель животных при нагревании может» в действительности зависеть от их удушья из-за недостатка кислорода. В этом случае удается экспериментально доказать, что насыщение воды кислородом делает животных менее чувствительными к повышению t°. Для переноса поглощенного из воды или непосредственно из воздуха кислорода к своим тканевым элементам более высоко организованные животные не довольствуются растворением кислорода в биол. жидкостях, но прибегают к его лябильному связыванию при помощи гемоглобина или других сходным образом действующих веществ. Р. жидкостей. Нек-рые жидкости могут растворяться или смешиваться друг с другом в любых пропорциях (напр. серная к-та и вода или спирт и вода); их Р. можно считать бесконечно большой. В других случаях она имеет для каждой t° определенное, конечное значение. В противоположность газам, Р. жидкостей возрастает с повышением t°. Жидкости, частично друг друга растворяющие при известных t°, могут при нагревании приобретать способность к неограниченному смешиванию. Так напр. фенол (карболовая кислота) и вода выше 68,8° смешиваются в любых пропорциях. При охлаждении ниже этой «критической» темп, смесь, содержащая по весу 36% фенола и 64% воды. внезапно мутнеет и разделяется затем на две фазы: насыщенный раствор воды в феноле и насыщенный раствор фенола в воде. Чем ниже t°, тем значительнее отличаются по своему составу обе эти фазы, тем шире интервал концентраций, при к-рых смесь фенола с водой дает двухфазную систему. По мере повышения t° P. воды в феноле и фенола в воде возрастает, а различие в составе обоих растворов соответственно уменьшается; в критической точке оно делается равным нулю. Р.твердых тел характеризуют обычно количеством граммов твердого сухого вещества, содержащимся в 100 еж³ насыщенного раствора (или же количеством граммов твердого вещества, к-рое растворяется в 100 г чистого растворителя). Р. твердых тел, так же как и Р. жидкостей, обычно возрастает с повышением темп. Величина Р. определяется равновесием, существующим между растворенными молекулами твердого тела и молекулами, того же вещества, находящегося в осадке. Осмотическое давление растворенных молекул характеризует стремление твердого тела переходить в раствор, его так наз. «упругость растворения». Более сложные соотношения возникают в случае растворения электролитов, к-рые дают в растворе молекулы или частицы по меньшей мере трех сортов: нейтральную молекулу, анион и катион. Р. электролита равняется всему количеству его, переходящему в раствор, независимо от того, распадается оно на ионы или нет. Между тем в непосредственном равновесии с осадком находятся лишь недиссоции-рованные молекулы (т. е. молекулы того же рода, как и те, которые находятся в осадке). Только их концентрация (нередко ничтожно малая по сравнению с концентрацией продуктов диссоциации) должна представлять постоянную для данной t° величину. Концентрация же растворенных молекул, распавшихся на ионы, определяется диссоциационным равновесием. Согласно закону действия масс произведение продуктов диссоциации пропорционально концентрации недиссоциированных молекул. Т. к. последняя в насыщенном растворе остается неизменной, то и произведение концентраций, образующихся при диссоциации ионов, является при данной t° величиной постоянной. Оно получило название «ионного произведения растворимости». В случае бинарного электролита, если с_х—концентрация одного иона, с₂—другого, то постоянной величиной является их произведение с_хс.^=К. Таким образом общая Р. электролита слагается из двух величин: постоянной (для данной t°) концентрации недиссоциированных молекул и концентрации ионов, определяемой «произведением растворимости». Поэтому, уменьшая степень диссоциации (а вместе с тем и концентрацию ионов) путем добавления постороннего электролита, имеющего общий с данным электролитом ион, можно соответственно понизить Р. последнего. Так напр. в насыщенном растворе уксуснокислого серебра можно вызвать выпадение осадка путем добавления азотнокислого серебра. Производимое этим добавлением увеличение концентрации ионов серебра понижает степень диссоциации его уксуснокислой соли и вызывает образование избыточного количества недиссоциированных молекул, к-рые и выпадают в осадок. Если прибавление электролита с общим ионом понижает диссоциацию и Р., то противоположное влияние оказывает связывание одного из ионов, заставляющее распадаться на ионы некоторое количество недиссоциированных молекул, а равное число новых молекул—переходить из осадка в раствор. Этим объясняется напр. легкая Р. в кислотах такой мало растворимой в воде соли, как кислый виннокислый калий (КНС₄О_вН₄), распадающийся на ионы по уравнению: КНС₄0₆Н₄;±К'+НС₄0₆Н₄. В кислом растворе в присутствии избытка Н-ионов анионы соединяются с ними в молекулы -слабой, мало диссоциированной винной к-ты, и для восстановления постоянства ионного произведения [К'].[НС₄0₆Н4] все большее количество осадка переходит в раствор и диссоциируется. Сходным образом ведет себя содержащийся обычно в растительных клетках щавелевокислый кальций: СаС₂0₄;± Са" + С_а0₄". В нейтральном или щелочном растворе он весьма мало растворим, в кислой же среде наличные оксалат-ионы превращаются в относительно мало диссоциированную щавелевую к-ту, вызывая этим дальнейшее растворение осадка. Подобные изменения Р. играют в организме важную роль в процессах нормального и патологического осаждения и растворения солей. Если электролит очень мало растворим, его насыщенный раствор имеет столь низкую концентрацию, что диссоциация является практически полной. В таком случае концентрация недиссоциированных молекул ничтожно мала, концентрация каждого иона практически равняется молярной концентрации электролита, и ионное произведение вычисляется особенно просто. Оно приведено в следующей таблице для нескольких мало растворимых веществ (при 18°): Электролит Растворимость Ионное произведение К ⁽в³ Ш* С—/-) раствора) ^с AgCl........ BaS0₄ ......... CaS0₄......... 1,42.10-1 8,4.10-6 2,3.10-1 2,0.10-1 1,0.10-3 5,5.10-1 1,0.10-5 4,5.10-7 ljO.10-5 1,5.10-2 1,0.10-1 4,3.10-5 1,0.10-ю 2,0.10-13 1,0.10-Ю 2,2.10-* 1,0.10-8 1,8.Ю^-» Ионное произведение Р. сохраняет постоянное значение лишь до тех пор, пока соблюдается закон действия масс, на основании к-рого оно выводится. Как показывает современная теория активности (см. Диссоциация электролитическая), при достаточно высокой общей ионной концентрации диссоциационное равновесие любых электролитов перестает подчиняться закону действия масс. Поэтому прибавление нейтральной соли или вообще любого сильного электролита в большой концентрации вопреки классической теории диссоциации Аррениуса (Arrhenius) оказывает заметное влияние на Р. электролитов, несколько повышая значение ионного произведения (так наз. аномалия Р.). Очень сильное влияние на Р. можно было бы приписать коллоидам: во многих случаях они повидимому обладают способностью значительно повышать Р. Так напр. мало растворимые известковые соли (углекислый и фосфорнокислый кальций), к-рые в чистом водном рас- творе находились бы в пересыщенном состоянии и выпадали бы в осадок, в крови, в присутствии сывороточных коллоидов, остаются в растворе. Однако подобное явление никоим образом нельзя считать истинным изменением Р. В действительности защитные коллоиды (см. Защитное действие) не смещают равновесия между растворенным веществом и осадком, а лишь. б. или м. прочно стабилизируют пересыщенный раствор и препятствуют выпадению в осадок нерастворимого избытка находящегося в растворе вещества. Р. зависит не только от свойств растворяющегося вещества, но в неменьшей степени также от природы растворителя, Вещества, хорошо растворяющиеся в воде, могут плохо растворяться в органических жидкостях (спирт, эфир, бензол и др.) и наоборот. Современная теория строения материи позволяет установить определенные соотношения между хим. природой вещества и его Р. в тех или иных средах. Вещества, имеющие полярное строение молекулы и приближающиеся в этом отношении к самой воде (к-рая отличается большим дипольным моментом и соответственно высокой диэлектрической постоянной), хорошо в ней растворяются. Напротив, вещества, лишенные полярности или обладающие ею лишь в слабой степени, обнаруживают сильное сродство к неводным растворителям. Это относится также к таким неводным органическим средам, как липоиды, Р. в к-рых кладется в основу нек-рых теорий клеточной проницаемости. Лит.: Эггерт Д., Учебник физической химии, М.—Л., 1931.                                            Д. Рубинштейн.

• РАСТВОРЫ, оптически и химически однородные жидкости, состоящие из двух (или большего числа) различного рода молекул. Если каждый из компонентов является жидкостью и оба они находятся в приблизительно одинаковом количестве, так ...
• РАСТЕНИЯ. Соотношения и различия между обоими царствами органической природы вытекают в общем из того, что, имея,общие корни и сливаясь на низших ступенях организации, они далее эволюционировали в двух различных направлениях. ...
• РАСШИРИТЕЛИ (дилятаторы) для расширения уретры представляют собой инструменты, напоминающие по форме бужи с раздвигающимися браншами. Раздвигание браншей происходит при помощи винта, помещающегося в рукоятке Р.; последняя снабжена циферблатом со стрелкой, показывающей ...
• РАСЫ. Раса и вид. Р,—термин, заимствованный из обиходного франц. языка и введенный в науку Ж. Бюффоном (1740 г.) для обозначения мелких пород животных, а также человеческих племен. Широкое применение по ...
• РАТАНИЯ, Krameria triandra Ruiz et Pavon (сем. Leguminosae-т—Caesalpinioideae), произрастающий в горах Перу и Боливии низкорослый, сильно ветвистый кустарник с мелкими серебристо-пушистыми листочками и красными цветками. В медицине применяется корень P. ...