Löslighetsdefinition i kemi

Löslighet definieras som den maximala mängden av ett ämne som kan lösas i ett annat. Det är den maximala mängden löst ämne som kan lösas i ett lösningsmedel vid jämvikt, vilket ger en mättad lösning. När vissa villkor är uppfyllda, kan ytterligare lösta ämnen upplösas utöver jämviktslöslighetspunkten, vilket ger en övermättad lösning. Utöver mättnad eller övermättnad ökar inte koncentrationen av lösningen genom att tillsätta mer löst ämne. Istället börjar överskottet av lösta ämnen fälla ut ur lösningen.

Processen för upplösning benämns upplösning. Löslighet är inte samma egenskap av materia som lösningens hastighet, som beskriver hur snabbt ett löst ämne upplöses i ett lösningsmedel. Inte heller är lösligheten densamma som förmågan hos ett ämne att lösa upp ett annat på grund av en kemisk reaktion. Till exempel upplöses zinkmetall i saltsyra genom en förskjutningsreaktion som resulterar i zinkjoner i lösning och frisättning av vätgas. Zinkjoner är lösliga i syra. Reaktionen är inte en fråga om zinkens löslighet.

I välkända fall är ett löst ämne ett fast ämne (t.ex. socker, salt) och ett lösningsmedel är en vätska (t.ex. vatten, kloroform), men det lösta ämnet eller lösningsmedlet kan vara en gas, vätska eller fast ämne. Lösningsmedlet kan antingen vara en ren substans eller en blandning.

Uttrycket olöslig innebär att ett löst ämne är dåligt lösligt i ett lösningsmedel. I mycket få fall är det sant att inget lösningsmedel löses upp. I allmänhet upplöses fortfarande lite olösligt lösta ämne. Även om det inte finns någon hård och snabb gräns som definierar ett ämne som olösligt, är det vanligt att tillämpa en tröskel där ett löst ämne är olösligt är mindre än 0,1 gram upplöses per 100 ml lösningsmedel.

Blandbarhet och löslighet

Om ett ämne är lösligt i alla proportioner i ett specifikt lösningsmedel kallas det blandbart i det eller har den egenskapen som kallas blandbarhet. Till exempel är etanol och vatten helt blandbara med varandra. Å andra sidan blandas inte olja och vatten i varandra. Olja och vatten anses vara oblandbara.

Löslighet i handling

Hur ett löst ämne upplöses beror på typerna av kemiska bindningar i det lösta ämnet. Till exempel, när etanol upplöses i vatten, behåller den sin molekylära identitet som etanol, men nya vätebindningar bildas mellan etanol och vattenmolekyler. Av detta skäl producerar blandning av etanol och vatten en lösning med en mindre volym än du skulle få genom att tillsätta startvolymerna av etanol och vatten.

När natriumklorid (NaCl) eller annan jonisk förening upplöses i vatten, separeras föreningen i dess joner. Jonerna blir det solvatiserad eller omgiven av ett lager vattenmolekyler.

Löslighet innebär dynamisk jämvikt, som involverar motsatta processer för utfällning och upplösning. Jämvikt uppnås när dessa processer sker i en konstant hastighet.

Enheter för löslighet

Löslighetsdiagram och tabeller listar lösligheten för olika föreningar, lösningsmedel, temperatur och andra förhållanden. IUPAC definierar löslighet i termer av en andel lösningsmedel till lösningsmedel. Tillåtna koncentrationsenheter inkluderar molaritet, molalitet, massa per volym, molförhållande, molfraktion och så vidare.

Faktorer som påverkar lösligheten

Lösligheten kan påverkas av närvaron av andra kemiska arter i en lösning, faserna av det lösta ämnet och lösningsmedlet, temperaturen, trycket, den lösta partikelstorleken och polariteten.