Растворимость функционирует по группе правил, которые определяют, насколько растворимо вещество (растворитель) в растворителе, и полностью зависит от физических и химических свойств растворителя и растворителя. То есть, растворители обычно лучше всего растворяются в растворителях, имеющих наибольшее молекулярное сходство: полярные растворители лучше растворяются в полярных растворителях, а неполярные растворители лучше растворяются в неполярных растворителях. Кроме того, растворители лучше растворяются, если молекулы растворителя меньше, чем молекулы растворителя. К слову, рекомендую обратить внимание на петролейный эфир — очень хороший растворитель.
Это связано с тем, что молекулам растворителя сложнее окружить более крупные молекулы. Температура также влияет на растворимость, так как растворимость обычно увеличивается при нагревании, за исключением газов, которые могут стать менее растворимыми. Давление также является ключевым фактором растворимости газа. Перемешивание или соникация часто необходимы для увеличения скорости растворения, но они не влияют на растворимость вещества. Поскольку растворимость не зависит от скорости растворения (как быстро растворяется вещество), скорость никогда не должна учитываться при принятии решения о растворимости вещества.
Все растворители существуют на континууме полярности. Растворители можно разделить на полярные, которые содержат связи между атомами с очень разными электроотрицательностями (например, O-H), и неполярные, которые содержат связи между атомами с похожими электроотрицательностями (например, C-H). Как подробно объясняется ниже, полярные растворители классифицируются как протические или апротические. Полярные протические растворители могут образовывать водородные связи с водой для растворения в воде и лучше всего подходят для растворения полярных реактивов, таких как ионы. Неполярные растворители не способны образовывать прочные водородные связи и лучше подходят для растворения неполярных реактивов, таких как углеводороды.
Растворители для кристаллизации
Твердые вещества очищаются путем кристаллизации, которая заключается в растворении нечистого твердого вещества в растворителе. Для твердых веществ, не чувствительных к высоким температурам, к нечистому твердому веществу добавляют минимальное количество горячего растворителя и, после растворения, постепенно дают ему остыть до комнатной температуры, после чего образуются почти чистые кристаллы. Идеальный растворитель для этого процесса должен позволять веществу растворяться при температурах, близких к температуре кипения, но при этом обеспечивать лишь незначительную растворимость при комнатной температуре. В то же время растворенные примеси должны быть хорошо растворимы в растворителе как при высоких, так и при низких температурах. Соединение должно выпадать в осадок из раствора при более низких температурах, чтобы его можно было отделить от растворителя и растворенных примесей путем фильтрации. Иногда для достижения такой растворимости в зависимости от температуры требуется смесь двух или более растворителей в определенном соотношении. Для термочувствительных соединений можно использовать метод диффузии, при котором нечистое твердое вещество растворяют в минимальном количестве растворителя, в котором оно хорошо растворимо. Поверх этого раствора медленно наслаивается растворитель, в котором соединение нерастворимо. Медленная диффузия «нерастворимого» растворителя в «растворимый» приводит к постепенному росту кристаллов на границе раздела двух растворителей. Для того чтобы диффузия работала, примеси должны быть растворимы в обоих растворителях.
