Растворением называют химический или физический процесс, который происходит при внесении твердого или газообразного вещества в жидкое, приводит к получению раствора единой консистенции и с одинаковыми характеристиками. При этом особенности физического и химического типов процедуры будут несколько разными.
В первом варианте растворяемое вещество распадается на молекулы, но те не разделяются на ионы. В химическом варианте вещества проходят процессы образования гидратов. Их молекулы распадаются на ионы. Иногда реакция сопровождается повышением или снижением температуры раствора.
Что касается скорости растворения, то она зависит от множества факторов, в частности:
- объем растворителя;
- состояние, в котором находится растворяемое вещество;
- площадь места и объекта растворения;
- концентрация;
- при каких температурных показателях происходит процесс;
- показатели давления;
- наличие в растворителе других веществ.
Все перечисленные факторы оказывают прямое влияние на процесс растворения. Для каких-то материалов требуется более высокая температура, другие растворяются лучше при высоком давлении (газы), есть и вещества, которые могут быть растворены при добавлении в жидкую среду катализаторов. Все зависит от особенностей движения атомов, других характеристик.
И в таком случае возникает соответствующий вопрос – как определить скорость процесса, если диффузия происходит всегда по-разному. Сразу обозначим, что с учетом зависимости от определенных моментов формулы расчета могут несколько отличаться. Рассмотрим один из частных примеров.
Уравнение для определения скорости процесса растворения
Рассмотрим уравнение для определения скорости растворения кристалла. Оно имеет следующий вид: -dN/Fdt = K(x0 – x). Здесь:
- N – масса компонента, который растворяется;
- F – площадь поверхности кристаллов;
- t — время;
- К – коэффициент скорости растворения;
- х0 – концентрация раствора при конкретной температуре;
- х – концентрация растворяемого компонента.
Стоит отметить, что движущей силой процесса растворения считается ненасыщенность раствора. Практика показывает, что чем выше концентрация растворяющегося вещества в растворителе, тем медленнее продолжает происходить реакция. И наоборот, быстрее всего растворение происходит именно в чистом растворителе, когда он еще не содержит никаких примесей.
Значимость скорости процесса растворения
Кинетика растворения, скорость этого процесса играют важную роль во множестве областей промышленности. Чаще всего они применяются в фармацевтике. Там очень важно оценивать способность лекарственного препарата к растворению, знать, как быстро оно произойдет. Иногда рассматриваемый показатель применяется и по отношению к металлу. Например, может понадобиться узнать скорость растворения оксида свинца в эквимолярном расплаве. Только формулы и способы проведения расчетов будут разными. Здесь нет одной константы.
