1. 용해도 (Solubility) : S
ㅇ 어떤 온도에서, 포화 용액이 되기위한 용질의 최대량 (즉, 최대로 포함되는/녹을 수 있는 한계)
- 특정 온도에서 용매 100 [㎖,g]에 용해될 수 있는 용질의 그램 수 [g]
. 例) 100 ℃ 물 100 [㎖]에 대해 염화 소듐(NaCl)의 S = 39.12 g/100 ㎖,
100 ℃ 물 100 [㎖]에 대해 염화 은(AgCl)의 S = 0.0021 g/100 ㎖
ㅇ 특히, 여러 물질 간에 용해 정도를 비교하기 위함
ㅇ 단위 척도 : 단위 부피 당 질량 [g/㎖]
2. 포화, 과 포화, 불 포화 간의 비교
ㅇ 포화 용액 (Saturated Solution)
- 용해된 용질의 양이 용해도와 같은 용액
. 이 이상은 가라앉게됨
ㅇ 과 포화 용액 (Supersaturated Solution)
- 용해된 용질의 양이 용해도 보다 큰 용액
. 불안정하므로, 약간의 자극(저어줌 등) 만으로도 용질 석출이 쉬운 상태
ㅇ 불 포화 용액 (Unsaturated Solution)
- 용해된 용질의 양이 용해도 보다 작은 용액
3. 용해 한도, 포화 용해도 (Solubility Limit)
ㅇ 용매에 용해되어 포함된 용질 원자의 최대 농도
- 용해 한도 이내는,
. 용액 상태(例,설탕 시럽)가 되지만,
- 그 이상 용질이 추가되면, 용질이 포화되면서,
. 별개로 바닥에 가라앉는 등(例,설탕 결정) 서로다른 물질들로 나뉘어짐
ㅇ 용해 한도는, 주로 온도에 의존함
4. 용해도의 의존성 : 온도, 압력, 용매의 극성 등
ㅇ 용해도는, 온도에 영향 받음
- 고체 : 온도가 증가함에 따라, 고체의 용해도는 증가함
. 例) 20 ℃ 물 100 [㎖]에 대해 설탕의 S = 204 g/100 ㎖,
100 ℃ 물 100 [㎖]에 대해 설탕의 S = 487 g/100 ㎖
- 기체 : 온도 증가에 따라, 기체의 용해도는 감소함
. 온도 증가하면, 용액에서 기체가 빠져나감
. 기체 용해는 발열 작용
ㅇ 용해도는, 압력에 영향 받음
* 헨리의 법칙
. 기체의 용해도는, 기체의 부분 압력이 증가되면, 비례적으로 증가됨
ㅇ 용해도는, 용매의 극성에 따라서도 영향 받음
- 극성 용매는 극성 용질을 (물 + 소금 등), 비극성 용매는 비극성 용질을 (벤젠 + 기름 등)
잘 용해함
- 용해 매커니즘은, 이온-쌍극자 상호작용, 수소결합, 분산력 등에 따라 달라짐
- 용매 극성 조절을 통해 용해도의 조절 가능
※ 例) 용해도로부터 몰농도 계산
- 例) NaCl(소금)의 용해도 (25℃에서 360g/L), 몰질량 (22.99 + 35.45 = 58.44 g/mol)
. 360 g/L x (1 mol)/(58.44 g) = 6.16 mol/L = 6.16 M
. 따라서, 소금 포화 용액 내 소듐 이온,염소 이온의 농도는 각각 6.16 M
5. [참고사항]
ㅇ 용해도 곱 상수 (Solubility Product Constant) : KSP
- 특정 약 용해성 전해질의 용해도
. 약 용해성 전해질(이온 화합물)이 포화 용액 상태에서,
. 얼마나 녹을 수 있는지를 나타내는 평형 상수
- 일정 온도에서 상수
- (정의) (두 이온의 몰농도를 곱한 값) : {# K_{SP} = [A^+]^m[B^-]^n #}
. {#[A^+]#} : 용액 내 양이온의 몰 농도
. {#[B^-]#} : 용액 내 음이온의 몰 농도
. m,n : 양이온과 음이온의 화학량론 계수
- 용해도곱 상수가,
. 작을수록, 그 물질은 물에 잘 녹지 않음을 나타냄 (침전 형성이 잘됨)
. 클수록, 물에 잘녹음