Растворимость - это свойство вещества растворяться в воде или в каком-то другом растворителе. По растворимости вещества разделяют на растворимые, малорастворимые и нерастворимые. Однако следует отметить, что абсолютно
нерастворимых веществ не существует. Любое вещество, даже такая как стекло или золото, в очень малых количествах растворяется в воде.
Есть вещества, неограниченно смешиваются друг с другом, например этанол и ацетон неограниченно растворяются в воде. Из них можно приготовить растворы с любой концентрацией. Однако для большинства веществ существует определенный предел растворимости. У некоторых эта граница большая, например сахар, соль, медный купорос - хорошо растворимые вещества. В других растворимость намного меньше - гипс, свинец сульфат, бензол - это малорастворимые вещества. А некоторые вещества имеют вообще незначительную растворимость - растительное масло, серебро, керосин, стекло, инертные газы - это практически нерастворимые вещества.
Когда концентрация вещества в растворе уже увеличиваться не может, то раствор становится насыщенным.
Насыщенным называют раствор, находящийся в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.
Чтобы приготовить насыщенный раствор, надо добавлять вещество в воду при температуре, перемешивая ее, пока она перестанет растворяться, т.е. избыток вещества останется нерастворенные. В этом случае между раствором и избытком вещества возникает динамическое равновесие: сколько частиц вещества переходит в раствор, столько же и выкристаллизовывается. В насыщенном растворе при температуре содержится максимально возможное количество растворенного вещества.
Соответственно, если концентрация вещества меньше предела ее растворимости, то такие растворы называют ненасыщенными, а если больше - пересыщенными. Пресыщенные растворы очень неустойчивы. Пресыщенные растворы могут образовываться, если насыщенный раствор осторожно охлаждать. При этом растворимость вещества уменьшается и избыток ее должен выпасть в виде осадка. Однако при отсутствии центров кристаллизации осадок не образуется и, соответственно, раствор становится пресытившись. Легкое встряхивание сосуда или введение в раствор кристаллика вещества (центра кристаллизации) вызывает выпадение в осадок избытка растворенного вещества. Пресыщенные растворы могут образовывать сахароза, глауберова соль, натрий ацетат, бурая.
Количественно растворимость выражают составом насыщенного раствора. Чаще всего для количественного описания растворимости используют так называемый коэффициент растворимости (или просто растворимость) - массу вещества, которая способна раствориться в 100 г воды при определенной температуре. Например, растворимость меди (II) сульфата при +20 ° С равна 20,7 г. Это означает, что в 100 г воды при этой температуре может раствориться не более 20,7 г меди (II) сульфата. Избыточная по этой количестве вещество не растворится и останется в виде осадка. Некоторые вещества (такие как серная кислота, этанол и др.) могут неограниченно растворяться в воде. Однако таких веществ не так уж и много (по сравнению с числом веществ, которые могут растворяться в воде). Растворимость многих веществ в воде установлена и сведена в специальные таблицы. Упрощенной подобной таблицей является таблица растворимости кислот, солей и оснований.
Чем можно объяснить различную растворимость веществ в воде? Для этого необходимо рассмотреть причину растворения. Молекула воды представляет собой диполь, то есть частицу, на разных концах которой является разноименные заряды. Благодаря этому молекулы воды могут взаимодействовать с частицами ионных кристаллов (ионами) или полярными молекулами. На основании этого логично предположить, что вещества с неполярными молекулами почти не растворяются в воде, мы и наблюдаем: сахароза (полярная вещество) хорошо растворяется в воде, сера или бензол (неполярные вещества) почти не растворяются в воде.
Но если воду рассматривать как полярный растворитель, то возникает справедливое утверждение, что существуют также и неполярные растворители. В принципе, любую жидкость можно рассматривать как растворитель.
Все растворители можно классифицировать как полярные, малополярны и неполярные. Эта характеристика растворителей во многом определяется молекулой растворителя. К полярным растворителям относятся вода, спирты, ацетон, глицерин и т.п.. К неполярных: бензол, гексан, октан и т.п.. К малополярних растворителей можно отнести эфиры органических кислот. Такие вещества применяются как клей для пластмассовых изделий (бутилацетат), пищевая эссенция с запахом дюшеса (изоамилацетат) и т.д..
Еще в алхимический период становления химии был открыт один из главных принципов, которым определяется растворимость веществ: подобное растворяется в подобном. Исходя из этого принципа, можно объяснить, почему некоторые вещества растворяются в одном растворителе и не растворяются в другом. Веществ, которые растворялись бы абсолютно во всех растворителях - не существует. Так, полярные вещества хорошо растворяются в полярных растворителях, хуже растворяются в малопо-лярных и практически не растворяются в неполярных. Например, сахар хорошо растворяется в воде и вообще не растворяется в бензоле. И наоборот, неполярные вещества растворяются в неполярных растворителях и плохо - в полярных. Например, сера нерастворим (и даже не смачивается) в воде и хорошо растворяется в бензоле.