温度の上昇は通常、固体溶質の溶解度の向上につながります。
その理由は次のとおりです。
* 運動エネルギー: 溶液の温度を上げると、溶質粒子と溶媒粒子の両方の運動エネルギーを増加させます。これは、彼らがより速く動き、より頻繁に衝突することを意味します。
* 分子間力を破る: 衝突の増加は、固体溶質を一緒に保持する分子間の力を破るのに役立ちます(たとえば、イオン結合、水素結合)。 これにより、より多くの溶質粒子が固体から脱出し、溶媒に溶けることができます。
* エントロピー: 固体を液体に溶かすと、一般にシステムの障害(エントロピー)が増加します。温度を上げると、エントロピーを増加させるプロセスを好みます。
例外:
一般的なルールは、固形物の温度とともに溶解度が上昇するということですが、いくつかの例外があります。
* ガス: 液体へのガスの溶解度 *は、温度が上昇すると *減少します *。これは、運動エネルギーが増加するにつれて、ガスが溶液から逃れる可能性が高いためです。
* 特定の化合物: 硫酸リチウム(li₂SO₄)などのいくつかの固体化合物は、温度が上昇するにつれて水に溶解する *少ない * *になります。 これは、溶質分子と溶媒分子間の複雑な相互作用によるものです。
アプリケーション:
多くのアプリケーションでは、温度溶解性の関係を理解することが重要です。
* 再結晶: 溶液を加熱して固体を溶解し、それを冷却すると、溶解度が低下するにつれて純粋な結晶の形成が可能になります。
* 化学反応: 温度は、固形物を溶解する化学反応の速度に影響を与える可能性があります。
* 環境科学: 温度は、水域における汚染物質の溶解度に役割を果たします。
要約:
ほとんどの固体溶質の場合、温度が高くなると、運動エネルギーの増加、分子間力の容易な破損、およびエントロピーの好意により、溶解度が高くなります。ただし、特にガスと特定の特定の化合物については、例外が存在します。