용해도

용매는 용질을 용해 시킬 수 있는 양에 제한이 있으며 이 한계를 각 용질의 용매에 대한 용해도(solubility)라 정의하는 데 일반적으로 용매(보통 물) 100g에 포화될 수 있는 용질의 양(g)을 말한다.

기체의 경우를 제외하고는 압력의 용해도에 대한 영향은 거의 없으나 온도에 따른 용해도의 차이는 크게 나타남으로 용해도를 나타내는 경우 온도를 표시해야 한다.

온도에 따른 고체의 용해도는 포화 용액을 만들 때에 열을 방출하는가 또는 흡수하는가에 따라 결정된다.

대부분의 이온성 물질은 용해될 때에 열을 흡수하므로 온도가 증가함에 따라 용해도도 증가하는 것이 보통이나, 이와 반대로 온도가 증가하면 용해도가 감소하는 것도 있다.

그 예로는 황산세륨(Ce2(SO4)3), 황산칼슘(CaSO4), 탄산리튬(Li2CO3) 등을 들 수 있다.

기체의 용해도는 온도가 증가함에 따라 감소한다. 즉, 청량 음료수를 따듯하게 하면 밖으로 이산화탄소의 기포가 나오게 되어 용해도가 감소한다.

고체 용해도의 측정 방법

온도 변화법

일정량의 용질을 일정량의 물에 넣어 이것을 가열하여 결정이 없어지는 온도와 완전히 용질이 녹은 용액을 냉각하여 다시 결정이 석출될 때의 온도를 측정하여, 2개의 평균값 온도에서 용해도를 구하는 방법이다.

이 평균값 온도에서의 용해도는 다음 식으로 구할 수 있다.

용해도 = [eqn: rm {M} over {m} ` TIMES `100]

여기서 M : 시료의 무게(g)

m : 시료를 녹인 물의 무게(g)

결정 투입법

일정량의 물에 용질을 계속 넣으면 포화 용액이 된다. 포화 상태에 용질을 조금 더 넣으면 용질은 더 이상 녹지 않고 가라않게 된다.

녹지 않은 용질을 여과하여 제거하고 용액의 무게와 물의 무게의 차이로 용해도를 구하는 방법이다.

증발법

가열에 의하여 화학변화를 일으키지 않는 물질(KCl, KNO3 등)의 용해도 측정에 이 방법이 사용된다.

일정량의 포화 용액을 가열하여 물을 증발시키고, 석출한 결정의 무게를 측정하여 용해도를 구하는 방법이다.

[eqn: S~=~ {m _{2} ~-~m _{0}} over {m _{1} ~-~m _{2}} ~ TIMES ~100]

여기서, S : 용해도 (g/100g 용매)

m0 : 증발 용기의 질량(g)

m1 : 용기 및 포화용액의 질량(g)

m2 : 증발, 건조 후 질량(g)