Почему существуют не растворимые соединения с ионной связью?

[dmr]

Если связь ионная,как в большинстве солей,то в полярном растворителе(вода),молекула,должна по идее диссоциировать,а если дисссоциирует,то по идее должно начаться растворение. Так почему существуют ионные соединения нерастворимые в воде(MnO2,CaCO3)? Предполагаю,что из за достаточно,условной классификации связей на ионные,ковалентные,итд. Или все же другая причина

[Iskander]

А кто сказал что они нерастворимы? Есть понятие ПР (произведение растворимости) в аккурат для малорастворимых ионных соединений.

Истинно нерастворимых веществ не так уж и много.

[avor]

просто энергия диссоциации кристаллической решетки больше выигрыша по энергии при сольватации.

[dmr]

просто энергия диссоциации кристаллической решетки больше выигрыша по энергии при сольватации.

ну так никто не отменял ведь эндотермическое растворение

[Ahha]

никто не отменял ведь эндотермическое растворение

Я вам один раз уже писал, а вы забыли: возможность протекания хим. процесса (ну или физ.-хим., неважно) и его положение равновесия определяется не изменением энтальпии, а изменением свободной энергии (энергии Гиббса). В случае растворения солей в воде, если энтальпия положительна (т.е., растворение эндотермичное), то энтропийный член (-TdS) должен быть не просто отрицательным, а заметно отрицательным, чтобы в достаточной степени скомпенсировать dH. Энтропия растворения солей положительна, но не всегда достаточно положительна. Например, это может быть связано с тем, что dH слишком велика (один из ионов или оба плохо сольватируются водой), или dS слишком мала (образуются какие-то уж очень сложные, упорядоченные аквакомплексы).

Не имея химического опыта (="интуиции"), вот так просто глядя на таблицу Менделеева, предсказать для конкретной соли результат влияния всех факторов невозможно. Да и с интуицией иногда можно ошибиться. Фторид кальция, например, почти нерастворим в воде, а хлорид растворяется еще как. С серебром наоборот: фторид прекрасно растворим, а хлорид - черта с два. И вот так вот оно в химии всю дорогу: какие-то экспериментальные факты проще запоминать, чем пытаться всё вывести из нескольких основных положений. Объяснение потом само придет, по мере накопления данных в мозгу.

[dmr]

Я вам один раз уже писал, а вы забыли: возможность протекания хим. процесса (ну или физ.-хим., неважно) и его положение равновесия определяется не изменением энтальпии, а изменением свободной энергии (энергии Гиббса).

Я это не то что не забыл,а уже даже прочитал. вАхметове и обдумал. Просто возможно неправильно понял комментарий Эйвора

В случае растворения солей в воде, если энтальпия положительна (т.е., растворение эндотермичное), то энтропийный член (-TdS) должен быть не просто отрицательным, а заметно отрицательным, чтобы в достаточной степени скомпенсировать dH. Энтропия растворения солей положительна, но не всегда достаточно положительна. Например, это может быть связано с тем, что dH слишком велика (один из ионов или оба плохо сольватируются водой), или dS слишком мала (образуются какие-то уж очень сложные, упорядоченные аквакомплексы).

а,если не сложно конечно,объясните "не растворимость" в приведенных мной примерах,с карбонатом кальция,и оксидом марганца. На примерах как правило яснее становится.

Не имея химического опыта (="интуиции"), вот так просто глядя на таблицу Менделеева, предсказать для конкретной соли результат влияния всех факторов невозможно. Да и с интуицией иногда можно ошибиться. Фторид кальция, например, почти нерастворим в воде, а хлорид растворяется еще как. С серебром наоборот: фторид прекрасно растворим, а хлорид - черта с два. И вот так вот оно в химии всю дорогу: какие-то экспериментальные факты проще запоминать, чем пытаться всё вывести из нескольких основных положений. Объяснение потом само придет, по мере накопления данных в мозгу.

Или возможно зная ответ задачи,легче решить ее подогнать под ответ,ну или в химическом варианте,найти вероятные причины

И ВОЗНИК ЕЩЕ ОДИН ВОПРОС(вернее несколько,еще по одной теме).
Правда не совсем, но близко к теме. Вопрос о гигроскопичности. По моему пониманию,есть несколько источников гигроскопичности,а именно,
1)образование различных гидратов,(прим:щелочи)
2)развитая поверхность(пористость,капиллярный эффект,прим:хлопок,бумага),
3)высокая растворимость(прим:серная кислота,спирт,сахар)
4)образование с водой хим.соединения-новой молекулы,нового вещества(ангидриды)
5)Гидрофильность(на самом деле не до конца понимаю,что это такое)
Первый вопрос:какие еще источники,причины гигроскопичности могут быть?
Второй вопрос:Обязательно ли для высокой степени гигроскопичности,наличие некольких из перечисленных,(или не перечисленных) источников-причин,или есть сильно гигроскопичные вещ-ва,с одной только причиной.
Третий вопрос: Почему существуют не очень гигроскопичные вещества,при наличии например одного из признаков?Например среди хорошорастворимых веществ,есть не гигроскопичные.(прим:пищевая соль)

[antabu]

Гигроскопичность - понятие не количественное. Если давление водяного пара над насыщенным раствором меньше, чем в воздухе - вещество будет поглощать влагу и расплываться.
Гигроскопичность зависит от растворимости, выраженной в грамм-эквивалентах.

[dmr]

Гигроскопичность - понятие не количественное. Если давление водяного пара над насыщенным раствором меньше, чем в воздухе - вещество будет поглощать влагу и расплываться.
Гигроскопичность зависит от растворимости, выраженной в грамм-эквивалентах.

Ну есть же и количественное выражение,типа Амик писал Р2О5 осушает до 0,0002г/л. Возможно я не совсем правильно назвал это свойство,но всяко нечто родственное

[Ahha]

а,если не сложно конечно,объясните "не растворимость" в приведенных мной примерах,с карбонатом кальция,и оксидом марганца. На примерах как правило яснее становится.

Именно с этими наглядно объяснить затрудняюсь, думаю, что там дело в очень устойчивой кристаллической решетке. С другой стороны, двуокись марганца - хитрое соединение, у него там чего-то много модификаций, темное дело.
Вот на тех примерах, которые я привел, про галогениды кальция и серебра, можно вполне связно объяснить. У фторида кальция высокая энергия ионной решетки, по сравнению с остальными его галогенидами. И плавится он при ~1400C, а остальные CaHal₂ - в районе 750-780С. Да и у остальных галогенидов щелочноземельных металлов схожая тенденция (кроме бериллия). У галогенидов серебра дело, как я считаю, в плохой сольватируемости иона Ag⁺: он вообще не любит образовывать аква- и оксокомплексы , гидроксид серебра не получен, вроде, оксид при нагревании разлагается. Но ион фторида водой сольватируется хорошо, и это, по-видимому, "вытаскивает" фторид серебра в воду из кристалла. Остальные галогенид-ионы сольватируются хуже, потому их соли с серебром и нерастворимы. Но если в воду добавить аммиак или вообще растворять в жидком аммиаке, то все галогениды серебра становятся растворимы - с аммиаком ион серебра образует довольно устойчивый комплекс.

[Ahha]

5)Гидрофильность(на самом деле не до конца понимаю,что это такое)

У гидрофильности/гидрофобности, в отличие от гигорскопичности, бывает строгая количественная характеристика: например, логарифм коэффицента распределения, LogP, где P - отношение равновесных концентраций вещества в органической и водной фазах в системе н-октанол:вода.

[MONSTA]

Третий вопрос: Почему существуют не очень гигроскопичные вещества,при наличии например одного из признаков?Например среди хорошорастворимых веществ,есть не гигроскопичные.(прим:пищевая соль)

A насколько она растворима, эта пищевая соль? По сравнению с хлоридом калия (соседа по Периодической системе), не особо таки. Плюс к тому, у поваренной соли очень нетипичная температурная зависимость растворимости. Что само по себе указывает на многочисленные гидратные формы (в растворе), которые почему-то не хотят кристаллизоваться в твердом виде. NaCl - это, скорее, нетипичный вариант и исключение из правил. Причины я Вам назвать не смогу. Но Вы верно подметили, что этот случай не типичный.

[dmr]

А почему тогда при не плохой растворимости LiOH(хотя и меньшей,чем у других щелочных металлов),эта щелочь не гигроскопична(по крайней мере не встречал нигде упоминание о б этом факте)? И образует вроде как всего один гидрат

[Ahha]

А почему тогда при не плохой растворимости LiOH эта щелочь не гигроскопична(по крайней мере не встречал нигде упоминание о б этом факте)?

Плохо смотрели. И в Ахметове, и в википедиях* написано про гигроскопичность LiOH.

*Из тех языков, которые я так или иначе могу прочесть, не написано про гигроскопичность только в русской, украинской и немецкой версиях.

[dmr]

*Из тех языков, которые я так или иначе могу прочесть, не написано про гигроскопичность только в русской, украинской и немецкой версиях.

а я на английском НЕ очень могу,за то на турецком,казахском,узбекском,азербаджанском и татарском могу. Но видимо как в песне: "ЭТОГО МАЛО"

[ Post made via Mobile Device ]

[amik]

Как человек, часто работающий с реальным, а не википедийным гидроксидом лития, могу сказать, что кристаллогидрат LiOH∙H₂O совершенно не гигроскопичен. Наоборот, он очень легко теряет воду, превращаясь в безводный гидроксид. Безводный теоретически можно обозвать гигроскопичным, впрочем, как и довольно большой круг соединений. Та же поваренная соль, при нахождении в городских квартирах, практически не слеживается и спокойно высыпается из солонки даже при длительном хранении. Назвать ее сильно гигроскопичной язык не повернется, тогда как в сельской местности, ближе к земле-матушке при постоянной более высокой влажности воздуха, приходится хранить NaCl в закрытых пластиковых пакетах и постоянно подсушивать, если хотим иметь кристаллы в сыпучем состоянии.
Информации из учебников типа Ахметова, когда речь идет о свойствах достаточно редких веществ, доверять не стоит. Для этого существует несколько другая литература.

[maze]

Вставлю свои пять копеек про растворимость ионных соединений.
Есть ещё такая штука как соотношение размеров. Вроде, чистая геометрия, но много вполне сносно объясняет: смысл в том, что при благоприятном соотношении становится возможной плотная упаковка ионов в веществе с минимизацией одноимённых контактов, вследствие чего ему труднее растворяться. Для примера возьмём галогениды лития. Фторид малорастворим, потому что литий(+1) и фтор(-1) близки по размеру, упаковываются достаточно плотно и замечательно себя чувствуют вместе. Хлорид и прочие галогениды уже вполне хорошо растворимы, потому что анионы становятся значительно крупнее катиона, а при постоянном соотношении плотно упаковаться и не прикоснуться галогенид-ионами друг к другу уже не получается -- выгоднее существовать по отдельности в растворе. Этим же и разную гигроскопичность можно объяснить: тот же фторид лития лежит на воздухе и никуда не девается, хлорид заметно увлажняется в течение десяти-пятнадцати минут на воздухе, бромид вообще только вытащишь из эксикатора, а он уже расплылся. Т.е. последним двум солям настолько плохо в кристаллическом состоянии, что они предпочитают из воздуха тянуть воду и растворяться в ней, а не просто так лежать и наслаждаться своей ионной жизнью. Йодид лития, подозреваю, ещё хуже себя ведёт. Никогда с ним не работала, но храню на всякий пожарный запакованную заводскую баночку. Судя по звукам при потряхивании (точнее, по их отсутствию), там сплошной ком, а не порошок. В ни разу не открывавшейся банке.
Ну, и действительно граница между типами связей довольно расплывчатая -- во многих оксидах присутствует значительная доля ковалентности, что вовсе не способствует увеличению растворимости.

[ Post made via Android ]

[Ahha]

Информации из учебников типа Ахметова, когда речь идет о свойствах достаточно редких веществ, доверять не стоит. Для этого существует несколько другая литература.

Я именно с гидроксидом лития не работал, врать не буду. Вам верю как родному и без паспорта! В то же время, мне он никогда не казался настолько "редким веществом". Но в общем, согласен, все относительно.

Есть ещё такая штука как соотношение размеров и т.д....

По-русски это в двух словах выражется так: "энергия ионной решетки зависит от размеров ионов". Как-то так.

[maze]

По-русски это в двух словах выражется так: "энергия ионной решетки зависит от размеров ионов". Как-то так.

От соотношения размеров.

[ Post made via Android ]

[Ahha]

От соотношения размеров.

Это сильное упрощение. Если так рассуждать, то получится, что CsI должен быть так же плохо растворим, как LiF. Иодид цезия и на самом деле - по-моему, наименее растворимый из его галогенидов, но его растворимость все же существенно выше, чем у LiF. Так что размер имеет значение , не только соотношение.

[amik]

У Некрасова многие подобные эффекты списываются на поляризуемость ионов. Цвет соединений из "бесцветных" ионов, растворимость и прочая. Не знаю, насколько в наше время допустимо оперировать подобными представлениями, но imho для механистического обоснования - вполне годится