2.1.2. Растворимость неорганических соединений в смешанных и неводных растворителях
(доц., д.х.н. А.В. Румянцев)
Данные по растворимости индивидуальных веществ обычно представляют в виде зависимости концентраций насыщенных растворов от температуры. Такая зависимость, изображенная графически, носит название диаграммы растворимости.
Работа с диаграммами растворимости для неводных систем (в частности — способы выражения и пересчет концентраций) осуществляется точно так же, как с диаграммами растворимости в воде (см. введение к разделу 2.1.1).
При использовании литературы по неводным системам следует учитывать, что авторы не всегда приводят состав твердой фазы, существующей в равновесии с насыщенным раствором.
Результаты различных работ часто значительно различаются между собой (иногда — в десятки раз). Это может быть вызвано тем, что растворимость существенно зависит от наличия следовых количеств воды, содержащихся в используемом органическом растворителе, а насыщение достигается весьма медленно, особенно для малорастворимых веществ.
Это также справедливо и для растворимости в смешанных растворителях.
В приведенных ниже табл. 2.1.7–2.1.34 неорганические соединения расположены по алфавиту химических символов (без учета цифр и скобок), а органические растворители — в алфавитном порядке названий. Для удобства поиска раздел предваряет Указатель таблиц. Растворимость солей в водных растворах минеральных кислот и аммиака см. в разделе 2.1.1.
Для большинства систем растворимость (s) выражена в граммах безводного (несольватированного) вещества на 100 г (или 100 см3 — курсивом) растворителя.
В некоторых случаях приведено несколько значений, если невозможно отдать предпочтение одному из них.
Состав твердой фазы вещества приведен только в том случае, если он известен достоверно. Сомнение в составе твердой фазы или отсутствие информации отмечено знаком «(?)».
Сольватный состав вещества, если он известен достоверно, указан в скобках.
Температура эвтектики в табл. 2.1.11 указана в скобках.
Состав смешанного растворителя w' выражен в масс. % (без учета растворенного компонента). Взаимный пересчет в масс. % всех компонентов (w может быть произведен по формулам (подстрочный индекс si относится к i-му растворителю, r — к растворенному веществу):
и
;
и
.
Формулы для взаимного пересчета в другие концентрационные единицы для бинарных систем см. во введении к разделу 3, а для тройных — во введении к разделу 2.1.1.
|
Название таблицы |
№ таблиц(ы) |
| Растворимость белого фосфора, P4, в различных растворителях | |
| Растворимость воды в галогензамещенных углеводородах | |
| Растворимость дииода, I2, в водных растворах кислот и солей | |
| Растворимость дииода, I2, в неводных и смешанных растворителях | |
| Растворимость неорганических соединений в аммиаке, NH3 | |
| Растворимость неорганических соединений в ацетоне, C3H6O | |
| Растворимость неорганических соединений в бензоле, C6H6 | |
| Растворимость неорганических соединений в глицерине, C3H8O3 | |
| Растворимость неорганических соединений в диоксиде серы, SO2 | |
| Растворимость неорганических соединений в диэтиловом эфире, C4H10O | |
| Растворимость неорганических соединений в метаноле, CH3OH | |
| Растворимость неорганических соединений в пероксиде водорода, H2O2 | |
| Растворимость неорганических соединений в пиридине, C5H5N | |
| Растворимость неорганических соединений в смесях метанол—вода, CH3OH + H2O | |
| Растворимость неорганических соединений в смесях этанол—вода, C2H5OH + H2O | |
| Растворимость неорганических соединений в тяжелой воде, D2O | |
| Растворимость неорганических соединений в этаноле, C2H5OH | |
| Растворимость некоторых металлов в ртути | |
| Растворимость ромбической серы, S8, в водных растворах гидроксидов | |
| Растворимость ромбической серы, S8, в водном растворе сульфида натрия | |
| Растворимость ромбической серы, S8, в органических растворителях | |
| Растворимость низших фуллеренов C60 и C70 в различных растворителях |
Растворимость неорганических соединений
в тяжелой воде при различных температурах
Растворимость неорганических соединений в тяжелой воде при 5,0 °C
|
Растворенное вещество |
s, г/100 г D2O |
|
CsNO3 |
8,7 |
|
Hg(CN)2 |
5,4 |
|
NaBrO3 |
21,7 |
|
Na2C2O4 |
2,2 |
Растворимость неорганических соединений
в тяжелой воде при 25,0 °C
|
Растворенное вещество |
s, |
|
AgClO3 |
12,9 |
|
CdI2 |
57,2 |
|
CdSO4 ( · 8/3D2O) |
63,4 |
|
HgCl2 |
4,9 |
|
KBrO3 |
6,6 |
|
KClO3 |
7,3 |
|
KClO4 |
1,7 |
|
K2CrO4 |
54,6 |
|
K3[Fe(CN)6] |
38,7 |
|
KIO3 |
7,0 |
|
KNO3 |
31,1 |
|
KReO4 |
1,0 |
|
KSCN |
209 |
|
K2SO4 |
8,7 |
|
SrCl2 ( · 6D2O) |
50,6 |
Растворимость неорганических соединений
в пероксиде водорода при различных температурах
Растворимость щелочных и щелочноземельных металлов в аммиаке при различных температурах
Все растворы неустойчивы, и со временем происходит образование водорода и амида металла, что, вероятно, является причиной многих несоответствий в результатах, полученных различными исследователями. При растворении щелочноземельных металлов, а также европия и иттербия, в качестве твердой фазы образуются комплексы Me(NH3)6.
В целом диаграммы растворимости щелочных и щелочноземельных металлов в аммиаке весьма своеобразны (см. рис.). Во всех случаях, кроме цезия, существует область расслаивания жидкой фазы на две. В этой области фаза с большей концентрацией металла окрашена в золотистый цвет и имеет меньшую плотность, чем фаза голубого цвета со значительно меньшей концентрацией металла.

Диаграмма растворимости натрия в аммиаке
|
Т, °C |
s, г/100 г NH3 |
||||||
|
Li |
Na |
K |
Cs |
Ca |
Sr |
Ba | |
|
Эвтектика |
11,5 (–185) |
26,9 (–111) |
40,5 (–157) |
(–118) |
32,1 (–87) |
38,7 (–89) |
67,3 (–89) |
|
–100,0 |
26,7 |
48,1 |
|||||
|
–75,0 |
10,5 |
25,8 |
46,4 |
||||
|
–50,0 |
10,7 |
24,8 |
46,2 |
336 |
≈ 26 |
||
|
–25,0 |
11,0 |
23,9 |
47,5 |
||||
|
0,0 |
11,3 |
23,1 |
50,4 |
||||
|
25,0 |
22,2 |
55,0 |
≈ 29 |
||||
Растворимость неорганических соединений
в аммиаке при различных температурах
*
По данным разных исследователей.Растворимость неорганических соединений
в аммиаке — дополнительные данные
Растворимость иодида калия в диоксиде
серы при различных температурах
|
Т, °C |
s, |
Твердая фаза |
|
–70,0 |
1,29 |
KI · 14SO2 |
|
–60,0 |
3,10 |
То же |
|
–50,0 |
6,23 |
» |
|
–40,0 |
10,7 |
» |
|
–30,0 |
15,2 |
» |
|
–23,4 * |
18,5 |
» |
|
–28,4 |
24,0 |
KI · 14SO2 + KI · 4SO2 |
|
–20,0 |
32,6 |
KI · 4SO2 |
|
–10,0 |
45,9 |
То же |
|
–5,0 |
53,6 |
» |
|
0,26 * |
64,8 |
» |
|
(–1,8)–0,2 |
80,7 |
KI · 4SO2 + KI |
*
Температура плавления соединения.Растворимость неорганических соединений
в диоксиде серы при 0 °C
Растворимость неорганических соединений
в диоксиде серы, SO2, при 25 °C
Многие вещества образуют кристаллосольваты, но сольватный состав достоверно неизвестен. Для KBr и NaI приведено два значения растворимости, поскольку невозможно отдать предпочтение тем или иным данным.
|
Растворенное вещество |
s, |
|
CsCl |
0,295 |
|
KBr |
0,38 ± 0,05 или 0,5 |
|
KCl |
0,0126 |
|
LiBr |
0,067 |
|
LiCl |
0,00062 |
|
NaBr |
0,0038 |
|
NaCl |
0,00040 |
|
NaI |
1,62 или 2,1 ± 0,2 |
|
RbBr |
22–25 |
|
RbCl |
0,404 |
Растворимость неорганических соединений в метаноле
*1
Температура кипения насыщенного раствора.*2
Ориентировочные значения, так как данные разных исследователей существенно различаются между собой.*3
При избытке метанола образуется CuO · 4CuSO4 · 6CH3OH.*4
По данным разных исследователей.*5
Температура плавления соединения, образующего твердую фазу.Растворимость неорганических соединений в смесях метанол—вода
Так как в твердой фазе иногда образуются гидраты и/или сольваты, ее состав может не совпадать с составом растворенного вещества.
| Растворенное вещество |
Т, °C |
Содержание метанола в растворителе, масс. % |
||||||||
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
||
|
HgBr2 |
25,0 |
1,0 |
1,2 |
1,9 |
3,4 |
6,3 |
11,0 |
20,0 |
||
|
Hg(CN)2 |
25,0 |
11,5 |
12,0 |
13,3 |
16,2 |
19,7 |
23,0 |
26,8 |
31,9 |
|
|
HgCl2 |
25,0 |
8,0 |
9,5 |
12,0 |
16,3 |
25,7 |
39,9 |
59,6 |
||
|
HgI2 |
25,0 |
0,05 |
0,12 |
0,27 |
0,65 |
|||||
|
NH4Cl |
17,0 |
29,85 |
21,1 |
14,4 |
10,0 |
7,3 |
4,9 |
|||
|
NaCl |
25,0 |
29,8 |
24,2 |
19,2 |
14,8 |
11,3 |
7,8 |
5,2 |
3,3 |
2,1 |
|
NaNO3 |
25,0 |
(62,2) |
35,6 |
17,6 |
11,6 |
7,0 |
4,5 |
|||
|
KBr |
25,0 |
44,2 |
26,5 |
13,8 |
(10,2) |
5,5 |
3,1 |
|||
|
KCl |
25,0 |
27,9 |
21,1 |
15,5 |
11,0 |
7,3 |
4,8 |
2,8 |
1,54 |
0,85 |
|
KI |
25,0 |
112,5 |
81,6 |
55,6 |
(43,6) |
32,7 |
23,3 |
|||
|
KNO3 |
25,0 |
24,9 |
16,2 |
7,3 |
3,1 |
1,9 |
1,0 |
0,6 |
||
|
K2PtCl6 |
20,0 |
0,412 |
0,264 |
0,183 |
0,1165 |
0,0625 |
0,0325 |
0,0182 |
0,0124 |
0,0038 |
|
K2SO4 |
25,0 |
5,20 |
2,20 |
0,94 |
0,39 |
0,06 |
||||
|
Pb(NO3)2 |
25,0 |
29,1 |
22,3 |
17,1 |
12,7 |
9,3 |
6,3 |
4,1 |
2,5 |
|
Растворимость неорганических соединений в этаноле, C2H5OH
*1
По данным разных исследователей.*2
Температура плавления соединения, образующего твердую фазу.*3
Ориентировочные значения, т. к. данные разных исследователей существенно различаются между собой.*4
При температуре кипения насыщенного раствора.*5
Метастабильные твердые фазы.Растворимость неорганических соединений
в смесях этанол—вода
В первой части таблицы приводятся сведения для насыщенных гомогенных растворов, во второй — для растворов, образующих два жидких слоя. Если сольватный состав твердой фазы известен, то он указан в заголовке в скобках (для систем, содержащих Ca(NO3)2 и Sr(NO3)2, составы твердых фаз приведены в сносках).
Насыщенные гомогенные растворы
*1
Твердая фаза Ca(NO3)2 · 4H2O.*2
Твердая фаза Ca(NO3)2 · 4H2O + Ca(NO3)2.*3
Твердая фаза Ca(NO3)2 + Ca(NO3)2 · 2C2H5OH.*4
Твердая фаза Ca(NO3)2 · 2C2H5OH.*5
Данные по метастабильным равновесиям.*6
Твердая фаза Sr(NO3)2 · 4H2O.*7
Твердая фаза Sr(NO3)2 · 4H2O + Sr(NO3)2.Системы, образующие два жидких слоя
*1
Четверная точка.*2
Четверная точка, в равновесии с твердым MnSO4 · 5H2O.Растворимость неорганических соединений в ацетоне
*1
По данным различных исследователей.*2
По другим данным s = 0,032 при 25,0 °C.*3
Ориентировочные значения, т. к. данные разных исследователей существенно различаются между собой.*4
По другим данным s = 0,012 при 0,0 °C.*5
Температура плавления соединения, образующего твердую фазу.*6
Температура кипения насыщенного раствора.*7
Температура перехода SrBr2 · 1,5C3H6CO → SrBr2 • C3H6CO равна 32,5 °C.Растворимость неорганических соединений в глицерине
Данные следует рассматривать как ориентировочные, т. к. практически ни для одного вещества нет согласия между полученными результатами, если его растворимость приводится несколькими исследователями, (что, вероятно, связано с наличием примеси воды в используемом глицерине и медленным установлением равновесия в высоковязких растворах). Состав твердых фаз неизвестен.
*1
98,5% глицерин.*2
86,5% глицерин.Растворимость неорганических соединений
в диэтиловом эфире
|
Растворенное |
Т, °C |
s, г/100 г C4H10O |
|
AgCF3COO |
18,0 |
75 |
|
Be(NO3)2 |
20,0 |
0,015 |
|
Ca(ClO4)2 |
25,0 |
0,26 |
|
CdI2 |
20,0 |
0,065 *1 |
|
HgCl2 |
–40,0 |
6,16 |
|
Hg(CN)2 |
25,0 |
0,25 |
|
HgI2 |
25,0 |
0,5 *1 |
|
KBr |
15,0 |
0,02 |
|
KI |
15,0 |
0,270 |
|
LiBH4 *2 |
–78,0 |
0,28 |
|
LiClO4 |
25,0 |
113,7 |
|
LiNO3 |
18–20 |
0,026 |
|
Mg(ClO4)2*3 |
0,0 |
0,044 |
|
MgBr2*4 |
–20,0 |
0,22 |
|
MgI2 *5 |
11,8 |
2,49 |
|
NaNO3 |
18–20 |
0,02 |
|
ZnBr2 *6 |
0,0 |
133 |
|
ZnI2 |
20,0 |
9,57 |
*1
Ориентировочные значения, т. к. данные разных исследователей существенно различаются между собой.*2
Возможные твердые фазы LiBH4 · 1,5(C2H5)2O и LiBH4.*3
По данным разных исследователей твердыми фазами являются Mg(ClO4)2 · 3(C2H5)2O, Mg(ClO4)2 · 2(C2H5)2O или Mg(ClO4)2.*4
По данным разных исследователей твердыми фазами являются MgBr2 · 3(C2H5)2O (до 12,0 °С) или MgBr2 · 2(C2H5)2O. Последнее соединение плавится при 22,7 °C с образованием расслаивающейся жидкой фазы.*5
Твердая фаза — MgI2 · 2(C2H5)2O с температурой плавления 23,6 °C.*6
Твердая фаза — сольваты. Точки перехода:Растворимость неорганических соединений в пиридине
|
Растворенное |
Т, °C |
s, г/100 г C5H5N |
|
AgCl |
0,0 |
5,35 |
|
AgClO4 |
25,0 |
26,4 |
|
AgNO3 |
0,0 |
22,3 |
|
AlBr3 |
0,0 |
5,7 |
|
AlBr3 |
0,0 |
5,7 |
|
BaI2 |
25,0 |
8,4 |
|
BeCl2 |
20,0 |
13,3 |
|
CaCl2 |
25,0 |
1,66 |
|
CdCl2 |
15,0 |
0,8 |
|
CdI2 |
50,0 |
0,1 |
|
CeCl3 |
0,0 |
1,58 |
|
CoCl2 |
25,0 |
0,58 |
|
Cu(CH3COO)2 |
13,0 |
1,04 |
|
HgBr2 |
10,0 |
24,0 |
|
Hg(CN)2 |
18,0 |
64,8 |
|
HgCl2 |
0,0 |
15,1 |
|
HgI2 |
0,0 |
17,4 |
|
KSCN |
20,0 |
6,15 |
|
LiCl |
15,0 |
7,78 |
|
LiNO3 |
25,0 |
38,0 |
|
MgBr2 |
25,0 |
0,55 |
|
MnCl2 |
0,0 |
1,28 |
|
NaNO3 |
25,0 |
0,35 |
|
PbBr2 |
0,0 |
0,80 |
|
PbCl2 |
22,0 |
0,46 |
|
PbI2 |
15,0 |
0,208 |
|
Pb(NO3)2 |
0,0 |
4,39 |
|
Sr(NO3)2 |
25,0 |
0,7 |
|
YCl3 |
15,0 |
6,5 |
|
ZnBr2 |
18,0 |
4,5 |
|
ZnCl2 |
0,0 |
1,6 |
|
ZnI2 |
18,0 |
12,9 |
Растворимость неорганических соединений в бензоле
|
Растворенное |
Т, °C |
s, г/100 г C6H6 |
|
AgCF3COO |
20,0 |
13,5 |
|
AgClO4 *1 |
25,0 |
5,26 |
|
AgNO3 |
35,0 |
0,022 |
|
CdI2 |
16,0 |
0,05 |
|
HgBr2 |
25,0 |
0,70 |
|
HgCF3COO |
20,0 |
4,3 |
|
HgCl2 |
18,0 |
0,53 |
|
HgI2 |
23,0 |
0,248 |
|
KN3 |
≈ 80 *2 |
0,15 |
|
KOCN |
≈ 80 *2 |
0,18 |
|
NaN3 |
≈ 80 *2 |
0,10 |
|
NaOCN |
≈ 80 *2 |
0,13 |
|
SnI4 |
10,0 |
10,8 |
*1
Твердой фазой, находящейся в равновесии с насыщенным раствором, является AgClO4 · C6H6. Температура перехода AgClO4 · C6H6 → AgClO4 равна 145,0 °C. Эвтектика C6H6 + AgClO4 · C6H6: T = 5,12 °C, s = 3,56.*2
При температуре кипения насыщенного раствора.Растворимость дииода в неводных и смешанных растворителях
|
Растворитель |
Температура, °C |
s, |
|
Ацетон, C3H6O |
–30,0 |
5,30 |
|
Бензол, C6H6 |
25,0 |
16,40 |
|
Гексан, C6H14 |
25,0 |
13,9 |
|
Гептан, C7H16 |
25,0 |
3,56 |
|
Глицерин, C3H8O3 |
25,0 |
0,97 |
|
Глицерин (80%) + вода |
25,0 |
0,38 |
|
Глицерин (60%) + вода |
25,0 |
0,17 |
|
Глицерин (40%) + вода |
25,0 |
0,08 |
|
Дибром, Br 2 |
29,8 |
106,0 |
|
1,2-Дибромэтан, C 2H4Br2 |
20,0 |
10,0 |
|
Дисульфид углерода, CS 2 |
–20,0 |
4,32 |
|
Дихлорметан |
11,0 |
3,68 |
|
1,1-Дихлорэтан, C2H4Cl2 |
25,0 |
3,98 |
|
1,2-Дихлорэтан, C2H4Cl2 |
25,0 |
5,75 |
|
1,1-Дихлорэтилен, C2H2Cl2 |
25,0 |
4,76 |
|
Диэтиловый эфир, C4H10O |
0,0 |
26,08 |
|
Пентан, C5H12 |
19,0 |
1,38 |
|
Пентахлорэтан, C2HCl5 |
25,0 |
3,09 |
|
Тетрахлорид кремния, SiCl4 |
0,1 |
0,256 |
|
Тетрахлорид титана, TiCl4 |
0,1 |
1,16 |
|
Тетрахлорид углерода, CCl4 |
0,0 |
1,145 |
|
1,1,2,2-Тетрахлорэтан, C2H2Cl4 |
25,0 |
4,10 |
|
Тетрахлорэтилен, C2Cl4 |
25,0 |
3,06 |
|
Толуол, C7H8 |
25,0 |
3,56 |
|
Трибромметан, CHBr3 |
25,0 |
18,96 |
|
Трихлорметан, CHCl3 |
–60,0 |
0,09 |
|
Трихлорэтилен, C2HCl3 |
25,0 |
3,96 |
|
Уксусная кислота, C2H4O2 |
25,0 |
3,162 |
|
Уксусная кислота (61,1%) + |
25,0 |
0,510 |
|
Уксусная кислота (20%) + вода |
25,0 |
0,076 |
|
Этилацетат, C4H8O2 |
11,0 |
14,14 |
|
Этиловый спирт, C2H6O *1 |
15,0 |
20,0 |
|
Этиловый спирт (90%) + вода |
15,0 |
11,4 |
|
Этиловый спирт (80%) + вода |
15,0 |
7,2 |
|
Этиловый спирт (60%) + вода |
15,0 |
2,30 |
|
Этиловый спирт (40%) + вода |
15,0 |
0,55 |
|
Этиловый спирт (20%) + вода |
15,0 |
0,08 |
*1
См. также табл. 2.1.20а.