Độ tan là gì? Công thức tính và các yếu tố ảnh hưởng độ tan [CHI TIẾT]

Độ tan là gì? Độ hòa tan

Độ tan là chỉ số đo độ hòa tan của chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí vào dung môi để tạo ra một dung dịch đồng nhất. Độ hòa tan của một chất phụ thuộc chủ yếu vào các tính chất vật lý và hóa học của chất tan và dung môi cũng như nhiệt độ, áp suất và pH của dung dịch. Hiểu theo nghĩa rộng hơn độ hòa tan của một chất trong một dung môi nhất định được đo đạc bằng nồng độ bão hòa. Bão hòa ở đây có nghĩa là việc thêm nhiều chất tan sẽ không làm tăng nồng độ của dung dịch và bắt đầu xuất hiện kết tủa của một lượng chất tan dư.

Độ tan của một chất trong nước là độ tan S được đo lường với dung môi chính là nước. Và trên thực tế, không phải chất nào cũng tan trong các dung môi để đo lường. Vì vậy, để xác định được chất đó là chất tan hay không tan, cần sử dụng công thức tính độ tan ngay sau đây.

Công thức tính độ tan là gì?

Công thức chuẩn tính độ tan S:

S = (m_ct : m_dm) x 100%

Trong đó:

• S là độ tan
• m_ct là khối lượng chất tan
• m_dm là khối lượng dung môi

Nếu dung môi dùng để đo lường là nước thì đơn vị của độ tan là g/100g nước. Với chất cụ thể và 100g nước cho trước, độ tan S cho thấy:

• S > 10g/100g nước: Chất dễ tan
• S < 1g/100g nước: Chất ít tan
• S < 0.01g/100g nước: Chất không tan

Chất dễ tan thì có độ tan càng lớn và ngược lại. Do đó, dựa vào công thức chuẩn trên, trong điều kiện nhiệt độ xác định, người dùng tìm được mối quan hệ giữa độ tan S với nồng độ % dung dịch bão hòa (C). 

C = (100 x S)/(100 + S)

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan

Trong thực tế, độ tan của một chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, cụ thể:

1. Nhiệt độ

Đối với chất rắn tỏa nhiệt, nhiệt độ tăng thì độ tan của chất đó giảm. Trong khi chất rắn thu nhiệt thì ngược lại, nhiệt độ tăng thì độ hòa tan cũng tăng. Đối với chất khí, nhiệt độ tăng thì độ tan giảm.

2. Áp suất (đối với chất khí)

Dựa vào định luật Henry áp dụng trong trường hợp các chất khí có độ tan nhỏ, điều kiện áp suất không cao thì: Lượng khí hòa tan tỉ lệ thuận với áp suất của nó trên về mặt chất lỏng. Khi áp suất tăng thì độ tan cũng tăng và ngược lại.

3. Độ phân cực của chất tan và dung môi

Đối với các chất tan phân cực rất dễ tan trong dung môi phân cực. Chẳng hạn như dung dịch muối, kiềm, nước, axit vô cơ… Trong khi đó, với các chất ít phân cực thì dễ tan trong dung môi hữu cơ kém phân cực. Ví dụ: chloroform, toluene…

4. Dạng thù hình

Áp dụng trong trường hợp chất rắn. Độ tan của chất rắn dạng vô định hình lớn hơn của chất rắn dạng tinh thể. Tuy nhiên, chất rắn dạng tinh thể ổn định hơn so với chất rắn dạng vô định hình và chất rắn ở trạng thái vô định hình hinh có xu hướng chuyển trạng thái tinh thể. Vì vậy, với các chất khó tan, để tăng độ tan, chất đó nên chuyển về dạng vô định hình.

Yếu tố dạng thù hình của chất rắn

5. Hiện tượng hydrat hóa

Chất rắn tồn tại ở 2 dạng chính trong quá trình kết tinh là dạng ngậm nước và dạng khan. Độ tan của chất rắn dạng khan lớn hơn so với chất rắn dạng ngậm nước.

6. Hiện tượng đa hình

Chất rắn có thể kết tinh dưới dạng tinh thể khác nhau tùy theo điều kiện kết tinh. Mỗi dạng kết tinh có cá đặc tính vật lý và có độ tan khác nhau.

Các tinh thể kém kèm dễ tan do cần ít năng lượng để phá vỡ cấu trúc hơn các dạng kết tinh bền. Tuy nhiên, các dạng kết tinh không bền có xu hướng chuyển về dạng bền để làm giảm độ tan của chất rắn.

7. pH

Việc kiềm hóa dung môi sẽ làm tăng độ tan của các axit yếu. Vì vậy, việc axit hóa dung môi sẽ làm tăng độ tan của chất kiềm yếu. Trong khi đó, với các chất lưỡng tính, càng gần pH đẳng điện, độ tan của chất đó sẽ giảm. Ứng dụng điều chỉnh pH đến một giá trị thích hợp sẽ làm chất rắn đó dễ hòa tan.

8. Chất diện hoạt

Các chất điện hoạt có cấu trúc gồm một đầu thân dầu và một đầu thân nước. Khi nồng độ dung dịch tăng, chất diện hoạt có xu hướng quay đầu thân dầu vào nhau tạo nên các micell cầu. Càng tăng nồng độ, chất điện hoạt tạo thành các micelle hình trụ.

Yếu tố ảnh hưởng của chất diện hoạt

Trong quá trình tạo micelle, các phân tử chất tan phân tán và có nồng độ lớn hơn nhiều so với bên ngoài dung dịch. Do đó, độ tan của chất khó tan tăng lên nhiều lần. Các chất diện hoạt có khả năng làm tăng độ tan, ít độc.

9. Chất điện ly

Các chất điện li có thể làm giảm độ tan của chất tan. Do đó, bạn cần pha loãng chất điện li trước khi phối hợp vào dung dịch.

10. Các ion cùng tên

Khi hòa tan nhiều chất trong cùng một dung môi thì cần chọn thứ tự hòa tan chất ít tan trước mới đến các chất dễ tan. Bởi khi tăng nồng độ các ion cùng tên sẽ làm dịch chuyển cân bằng điện li của chất tan về dạng phân tử ít tan.

Bảng độ tan – Tính độ tan trong nước của các axit, bazơ, muối

Bảng tính tan cho ta biết các chất nào bay hơi, tan trong nước hay không tồn tại trong dung dịch. Theo bảng tính tan hóa học bao gồm các cột là cation kim loại và các hàng là anion gốc axit (OH-). Đối với một số chất cụ thể, bạn có thể xác định được ion âm và ion dương khi đối chiếu các cột và hàng tương ứng để biết được trạng thái chất đó.

Bảng tính tan trong nước của axit, bazơ, muối

Chất tan phụ thuộc vào nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ…. Trong bảng, có các kí hiệu:

• T là các hợp chất tan trong nước
• K là hợp chất kết tủa (chất không tan trong nước)
• I là hợp chất ít tan
• Dấu “-” là các hợp chất bị phân hủy hoặc không tồn tại

Trên đây là những chia sẻ của Wasaco giúp bạn trả lời dễ dàng độ tan là gì cũng như thông tin quan trọng về công thức và các yếu tố ảnh hưởng. Hy vọng, qua bài viết, người dùng sẽ có thêm kiến thức bổ ích và áp dụng được trong thực tế cuộc sống.