ここに理由があります:
* エネルギーと溶解: 液体に固体を溶かすには、固体を保持している結合を破壊し、溶質分子と溶媒分子の間に新しい相互作用を形成します。このプロセスにはエネルギーが必要です。
* 熱と平衡: 溶液の温度を上げると、システムにより多くのエネルギーが得られます。このエネルギーは、溶質分子間の引力を克服するのに役立ち、それらをバラバラにして溶解しやすくなります。
* le Chatelierの原則: この原則は、条件の変化が平衡状態のシステムに適用される場合、システムはストレスを緩和する方向にシフトすると述べています。この場合、温度を上げる(熱を追加)することが応力です。システムは、より多くの溶質を溶解することにより、この熱を吸収するようにシフトし、溶解度が向上します。
一般規則の例外:
ほとんどの固形物は温度が上昇すると溶解度が増加しますが、いくつかの例外が存在します。 これらには以下が含まれます:
* ガス: ガスは一般に、温度が上昇するにつれて液体に溶けやすくなります。
* 特定の塩: 硫酸リチウム(li₂SO₄)のようないくつかの塩は、温度が上昇するにつれて *可溶性になります。
実際のアプリケーション:
溶解度と温度の関係には、以下を含む多くの実用的なアプリケーションがあります。
* 結晶化: 溶液を加熱してからそれを冷却すると、結晶の制御された沈殿が可能になります。
* 再結晶: この手法は、固体化合物を熱い溶媒に溶解し、溶液を冷却できるようにすることにより、固体化合物を精製するために使用され、不純物が溶解し続ける間、希望の化合物が結晶化します。
* 沸点の標高: 溶媒に溶質を追加すると、沸点が上がります。これは、調理や産業用途などのさまざまなプロセスにとって重要です。
要約:
ほとんどの固形物の場合、温度を上げると、一般に液体への溶解度が向上します。これは、固体を保持する結合を破壊するためのエネルギーの増加と、より多くの溶質を溶解することにより、追加の熱を吸収するためにシステムがシフトするためです。