8.2 Løselighet og temperatur | Kjemi 1

Utforsk hvordan temperatur påvirker løseligheten til stoffer.

50 min

14 oppgaver

LøselighetTemperaturavhengighetMettet løsningUmettet løsningOvermettet løsning

Du leser den tradisjonelle versjonen

Din fremgang i kapitlet

0 / 14 oppgaver

Kapitlets plass i kurset

Bygger på

8.1Løsningsprosessen

Løysingsevne

Løysingsevne er den største mengda stoff som kan løysast i ei gitt mengd løysemiddel ved ein bestemt temperatur.

Eining for løysingsevne

Løysingsevne blir vanlegvis oppgitt som:
- g/100 g vatn (gram stoff per 100 g vatn)
- g/L (gram stoff per liter løysing)
- mol/L (molaritet)

Eksempel:
Løysingsevna til NaCl ved 20°C er 36 g/100 g vatn.
Dette tyder at maks 36 g NaCl kan løysast i 100 g vatn ved 20°C.

Metta løysing

Ei metta løysing inneheld maksimal mengd oppløyst stoff ved ein gitt temperatur.

- Tilset meir stoff → fell ut som botnfall (løyser seg ikkje)
- Dynamisk likevekt mellom oppløysing og utfelling

Umetta løysing

Ei umetta løysing inneheld mindre enn maksimal mengd oppløyst stoff.

- Meir stoff kan løysast
- Inkje botnfall

Overmetta løysing

Ei overmetta løysing inneheld meir oppløyst stoff enn normalt maksimum.

- Ustabil løysing
- Lett forstyrring → stoff krystalliserer raskt ut

✏️Eksempel 1: Metta løysing

Løysingsevna til KNO₃ ved 20°C er 32 g/100 g vatn.

a) Kor mange gram KNO₃ kan løysast i 200 g vatn ved 20°C?
b) Kva skjer dersom vi tilset 80 g KNO₃ til 200 g vatn ved 20°C?

Løysing:

a) Rekn ut maksimal mengd:

Løysingsevne: 32 g/100 g vatn

For 200 g vatn:
$\text{Maks KNO}_3 = \frac{32 \text{ g}}{100 \text{ g vann}} \times 200 \text{ g vann} = 64 \text{ g}$

Svar: Maksimalt 64 g KNO₃ kan løysast.

b) 80 g blir tilsett:

- Maksimalt kan løysast: 64 g
- Blir tilsett: 80 g
- Overskot: 80 − 64 = 16 g

Svar: 64 g løyser seg, 16 g fell ut som botnfall.

📝Oppgave 8-14

Løysingsevna til NaCl ved 20°C er 36 g/100 g vatn:

Kor mykje NaCl kan løysast i 100 g vatn?

Kor mykje NaCl kan løysast i 500 g vatn?

Dersom 200 g NaCl blir tilsett 500 g vatn, kor mykje fell ut?

Påverknaden frå temperaturen på løysingsevna

Løysingsevne til faste stoff

For dei fleste faste stoffa gjeld:

Høgare temperatur → Høgare løysingsevne

Eksempel: KNO₃
- Ved 20°C: 32 g/100 g vatn
- Ved 60°C: 110 g/100 g vatn
- Ved 100°C: 246 g/100 g vatn

Forklaring:
- Høgare temperatur gir meir energi
- Lettare å bryte krystallgitter og hydratisere ion
- Meir stoff kan løysast

Unntak

Nokre få stoff har lågare løysingsevne ved høgare temperatur:
- Ce₂(SO₄)₃ (ceriumsulfat)
- Ca(OH)₂ (kalsiumhydroksid)

Bruk

Rekrystallisering:
1. Løys stoff i varmt vatn (høg løysingsevne)
2. Kjøl ned løysinga (låg løysingsevne)
3. Overskotet krystalliserer ut → reinare krystallar

✏️Eksempel 2: Temperatur og løysingsevne

Løysingsevna til KCl:
- Ved 20°C: 34 g/100 g vatn
- Ved 80°C: 51 g/100 g vatn

a) Kor mykje meir KCl kan løysast i 200 g vatn ved 80°C samanlikna med 20°C?

Løysing:

Ved 20°C:
$\text{Maks KCl} = \frac{34 \text{ g}}{100 \text{ g}} \times 200 \text{ g} = 68 \text{ g}$

Ved 80°C:
$\text{Maks KCl} = \frac{51 \text{ g}}{100 \text{ g}} \times 200 \text{ g} = 102 \text{ g}$

Skilnad:
$102 \text{ g} - 68 \text{ g} = 34 \text{ g}$

Svar: 34 g meir KCl kan løysast ved 80°C.

📝Oppgave 8-15

Løysingsevna til sukker (C₁₂H₂₂O₁₁): 20°C: 204 g/100 g vatn, 100°C: 487 g/100 g vatn

Kor mykje sukker kan løysast i 100 g vatn ved 20°C?

Kor mykje sukker kan løysast i 100 g vatn ved 100°C?

Kor mykje meir sukker kan løysast ved 100°C?

Løysingsevna til gassar

Påverknaden frå temperaturen

For gassar gjeld det motsette av faste stoff:

Høgare temperatur → Lågare løysingsevne

Eksempel: O₂ i vatn
- Ved 0°C: 14,6 mg/L
- Ved 25°C: 8,3 mg/L
- Ved 100°C: ~0 mg/L (vatnet kokar)

Forklaring:
- Høgare temperatur gir meir kinetisk energi
- Gassmolekyl slepp lettare ut av løysinga
- Mindre gass blir verande oppløyst

Henrys lov

Henrys lov skildrar samanhengen mellom trykk og løysingsevna til gassar:

$C = k_H \cdot P$

der:
- C = konsentrasjon av oppløyst gass
- kH = Henrys konstant (avheng av gass og temperatur)
- P = partialtrykk av gassen

Konklusjon: Høgare trykk → Høgare løysingsevne av gass

Bruksområde

1. Kolsyrehaldig vatn:
- CO₂ blir løyst under høgt trykk
- Når flaska blir opna → trykket søkk → CO₂ boblar ut

2. Dykkarsjuke:
- Høgt trykk under vatn → meir N₂ blir løyst i blodet
- Rask oppstiging → trykket søkk → N₂ boblar ut → farleg

3. Fiskedaud om sommaren:
- Varmt vatn → mindre O₂ løyst → fisk får ikkje nok oksygen

✏️Eksempel 3: Henrys lov

For CO₂ i vatn ved 25°C er kH = 3,4 × 10⁻² mol/(L·atm).

a) Rekn ut konsentrasjonen av CO₂ ved 1,0 atm.
b) Rekn ut konsentrasjonen av CO₂ ved 3,0 atm (i brus).

Løysing:

a) Ved 1,0 atm:

Henrys lov: $C = k_H \cdot P$

$C = 3{,}4 \times 10^{-2} \, \text{mol/(L·atm)} \times 1{,}0 \, \text{atm} = 3{,}4 \times 10^{-2} \, \text{mol/L}$

Svar: C = 0,034 mol/L

b) Ved 3,0 atm:

$C = 3{,}4 \times 10^{-2} \, \text{mol/(L·atm)} \times 3{,}0 \, \text{atm} = 1{,}02 \times 10^{-1} \, \text{mol/L}$

Svar: C = 0,102 mol/L

Konklusjon: 3 gonger høgare trykk → 3 gonger meir CO₂ oppløyst.

📝Oppgave 8-16

Løysingsevna til gassar:

Kva skjer med løysingsevna til O₂ i vatn når temperaturen aukar?

Kva skjer med løysingsevna til CO₂ når trykket aukar?

Kvifor boblar brus når du opnar flaska?

📝Oppgave 8-17

Henrys lov for N₂ i vatn ved 25°C: kH = 6,1 × 10⁻⁴ mol/(L·atm)

Rekn ut [N₂] ved 1,0 atm.

Rekn ut [N₂] ved 5,0 atm (dykkardjupn).

Kor mange gonger meir N₂ er oppløyst ved 5,0 atm?

Metting og overmetting

Metta løysing

Ei metta løysing er i dynamisk likevekt:

$\text{Oppløysing} \rightleftharpoons \text{Krystallisering}$

- Farten på oppløysinga = Farten på krystalliseringa
- Inga netto endring i mengd oppløyst stoff
- Maksimal mengd stoff oppløyst

Eksempel: Sukker i vatn ved 20°C (metta)
- Sukker løyser seg opp
- Samtidig krystalliserer sukker ut
- Netto: Inga endring

Umetta løysing

Ei umetta løysing inneheld mindre enn maksimal mengd:

- Meir stoff kan løysast
- Inga krystallisering
- Inkje botnfall

Overmetta løysing

Ei overmetta løysing inneheld meir enn maksimal mengd:

- Ustabil tilstand
- Krev varsam handsaming
- Minste forstyrring → rask krystallisering

Korleis lage overmetta løysing:
1. Løys stoff i varmt vatn (metta løysing)
2. Kjøl ned langsamt og varsamt (ikkje rør)
3. Løysingsevna søkk, men stoffet krystalliserer ikkje ut
4. Overmetta løysing blir danna

Forstyrring:
- Tilset eitt lite krystall ("frøkrystall")
- Rist løysinga
- Rip i behaldaren
→ Rask krystallisering!

✏️Eksempel 4: Overmetta løysing

Løysingsevna til natriumacetat (NaC₂H₃O₂):
- Ved 80°C: 170 g/100 g vatn
- Ved 20°C: 46 g/100 g vatn

100 g natriumacetat blir løyst i 100 g vatn ved 80°C. Løysinga blir kjølt varsamt ned til 20°C.

a) Er løysinga metta ved 80°C?
b) Er løysinga metta, umetta eller overmetta ved 20°C?
c) Kva skjer dersom eit lite krystall blir tilsett ved 20°C?

Løysing:

a) Ved 80°C:

Løysingsevne: 170 g/100 g vatn
Oppløyst: 100 g

100 g < 170 g → Umetta ved 80°C

b) Ved 20°C:

Løysingsevne: 46 g/100 g vatn
Oppløyst: 100 g (frå varmt vatn)

100 g > 46 g → Overmetta ved 20°C

c) Tilset krystall:

Overskot: 100 − 46 = 54 g

Krystallet fungerer som "frøkrystall" → 54 g krystalliserer raskt ut

Svar:
- a) Umetta
- b) Overmetta
- c) 54 g krystalliserer ut

📝Oppgave 8-18

Løysingsevna til KNO₃: 60°C: 110 g/100 g vatn, 20°C: 32 g/100 g vatn

50 g KNO₃ i 100 g vatn ved 60°C. Metta, umetta eller overmetta?

Løysinga frå a) blir kjølt ned til 20°C. Metta, umetta eller overmetta?

Kor mykje KNO₃ kan falle ut ved 20°C?

Krystallisering

Krystallisering er prosessen der oppløyst stoff dannar faste krystallar.

Når skjer krystallisering?

Krystallisering skjer når:
1. Løysinga blir metta (eller overmetta)
2. Temperaturen blir senka (løysingsevna søkk)
3. Løysemiddelet fordampar (konsentrasjonen aukar)

Rekrystallisering (reinsing)

Rekrystallisering blir brukt for å reinse stoff:

Framgangsmåte:
1. Løys det ureine stoffet i minst mogleg varmt løysemiddel
- Hovudstoffet løyser seg (høg løysingsevne ved høg T)
- Ureinleikar løyser seg delvis

2. Filtrer den varme løysinga
- Uløyste ureinleikar blir fjerna

3. Kjøl løysinga langsamt ned
- Hovudstoffet krystalliserer ut (låg løysingsevne ved låg T)
- Ureinleikar blir verande i løysing (dersom dei har høgare løysingsevne)

4. Filtrer krystallane
- Reine krystallar blir isolerte

Resultat: Reinare stoff

Faktorar som påverkar krystallstorleiken

- Langsam nedkjøling → Store, reine krystallar
- Rask nedkjøling → Små, ureine krystallar
- Inga forstyrring → Større krystallar

✏️Eksempel 5: Rekrystallisering

Ein urein prøve av KNO₃ (med NaCl som ureinleik) skal reinsast ved rekrystallisering.

Løysingsevne ved 60°C:
- KNO₃: 110 g/100 g vatn
- NaCl: 37 g/100 g vatn

Løysingsevne ved 20°C:
- KNO₃: 32 g/100 g vatn
- NaCl: 36 g/100 g vatn

Forklar kvifor rekrystallisering fungerer.

Løysing:

1. Løys i varmt vatn (60°C):
- Både KNO₃ og NaCl løyser seg

2. Kjøl ned til 20°C:

KNO₃:
- Løysingsevna søkk frå 110 → 32 g/100 g vatn
- Stor endring (−78 g)
- Mykje KNO₃ krystalliserer ut

NaCl:
- Løysingsevna søkk frå 37 → 36 g/100 g vatn
- Lita endring (−1 g)
- Nesten all NaCl blir verande i løysing

3. Filtrer krystallane:
- Reine KNO₃-krystallar blir isolerte
- NaCl blir verande i filtratet (løysing)

Svar: KNO₃ har stor endring i løysingsevne → krystalliserer ut. NaCl har lita endring → blir verande i løysing.

📝Oppgave 8-19

Krystallisering:

Kva er krystallisering?

Kva favoriserer krystallisering?

Korleis får du store krystallar?

Løysingskurver

Ei løysingskurve viser samanhengen mellom løysingsevne og temperatur.

Typisk løysingskurve (faste stoff)

X-akse: Temperatur (°C)
Y-akse: Løysingsevne (g/100 g vatn)

Kurva:
- Stigande kurve → Løysingsevna aukar med temperaturen (vanlegast)
- Flat kurve → Løysingsevna blir lite påverka av temperaturen (sjeldan)
- Søkkande kurve → Løysingsevna søkk med temperaturen (svært sjeldan)

Tolking av løysingskurver

På kurva:
- Løysinga er metta

Over kurva:
- Løysinga er overmetta (ustabil)

Under kurva:
- Løysinga er umetta

Samanlikning av stoff

Løysingskurver for ulike stoff:

- KNO₃ → Bratt stigande (stor temperaturavhengnad)
- NaCl → Nesten flat (lita temperaturavhengnad)
- Ce₂(SO₄)₃ → Søkkande (unormalt)

Bruk: Vel stoff med størst endring i løysingsevne for rekrystallisering.

✏️Eksempel 6: Tolking av løysingskurve

Frå ei løysingskurve:

KNO₃:
- 20°C: 32 g/100 g vatn
- 60°C: 110 g/100 g vatn

Ei løysing inneheld 80 g KNO₃ i 100 g vatn ved 60°C.

a) Er løysinga metta, umetta eller overmetta ved 60°C?
b) Kva skjer når løysinga blir kjølt ned til 20°C?

Løysing:

a) Ved 60°C:

Løysingsevne: 110 g/100 g vatn
Oppløyst: 80 g

80 g < 110 g → Under kurva → Umetta

b) Kjølt ned til 20°C:

Løysingsevne: 32 g/100 g vatn
Oppløyst: 80 g (opphavleg)

80 g > 32 g → Over kurva → Overmetta

Overskot: 80 − 32 = 48 g

Svar:
- a) Umetta (under kurva)
- b) 48 g KNO₃ vil krystallisere ut

📝Oppgave 8-20

Frå løysingskurve for sukker: 20°C: 204 g/100 g, 60°C: 287 g/100 g

250 g sukker i 100 g vatn ved 60°C. Metta, umetta eller overmetta?

Løysinga blir kjølt ned til 20°C. Kva skjer?

Kor mange prosent av sukkeret krystalliserer ut?

📝Oppgave 8-21

Grunnleggjande omgrep:

Kva tyder det at ei løysing er metta?

Kva er ei overmetta løysing?

Kva viser ei løysingskurve?

📝Oppgave 8-22

Samanlikning av stoff:

KNO₃: 20°C: 32 g/100 g, 80°C: 169 g/100 g. Endring?

NaCl: 20°C: 36 g/100 g, 80°C: 38 g/100 g. Endring?

Kva stoff er best for rekrystallisering?

📝Oppgave 8-23

Løysingsevna til KClO₃: 30°C: 10 g/100 g, 90°C: 52 g/100 g

Kor mykje KClO₃ kan løysast i 250 g vatn ved 90°C?

100 g KClO₃ blir løyst i 250 g vatn ved 90°C. Kjølt ned til 30°C. Kor mykje krystalliserer?

Kva utbyte (%) får du av krystallar?

📝Oppgave 8-24

Henrys lov for O₂ i vatn ved 25°C: kH = 1,3 × 10⁻³ mol/(L·atm)

Rekn ut [O₂] ved 1,0 atm (atmosfærisk trykk).

Kor mange gram O₂ er oppløyst i 1,0 L vatn ved 1,0 atm? (M(O₂) = 32 g/mol)

Kva skjer med [O₂] dersom temperaturen aukar?

📝Oppgave 8-25

Samanlikning av faste stoff og gassar:

Kva skjer med løysingsevna til NaCl når temperaturen aukar?

Kva skjer med løysingsevna til CO₂ når temperaturen aukar?

Kvifor er det vanskeleg for fisk å leve i varmt vatn?

📝Oppgave 8-26

Rekrystallisering av aspirin:

Kvifor blir aspirin løyst i varmt vatn først?

Kvifor blir den varme løysinga filtrert?

Kvifor krystalliserer aspirin ut ved nedkjøling?

Kvifor gir langsam nedkjøling reinare krystallar?

📝Oppgave 8-27

Avsluttande spørsmål:

Forklar kvifor dykkarar må stige langsamt opp.

Kvifor boblar brus meir når han blir varma opp?

Forklar dynamisk likevekt i ei metta løysing.

Oppsummering

- Løysingsevne er maksimal mengd stoff som kan løysast i ei gitt mengd løysemiddel ved bestemt temperatur (eining: g/100 g vatn eller mol/L)
- Metta løysing inneheld maksimal mengd oppløyst stoff (dynamisk likevekt); umetta inneheld mindre; overmetta inneheld meir (ustabil)
- For faste stoff: høgare temperatur → høgare løysingsevne (dei fleste stoffa)
- For gassar: høgare temperatur → lågare løysingsevne; høgare trykk → høgare løysingsevne
- Henrys lov: $C = k_H \cdot P$ (konsentrasjonen av oppløyst gass er proporsjonal med partialtrykket)
- Krystallisering skjer når løysinga blir metta/overmetta, temperaturen blir senka, eller løysemiddelet fordampar
- Rekrystallisering blir brukt til å reinse stoff: løys i varmt vatn, filtrer, kjøl langsamt ned
- Løysingskurver viser samanhengen mellom løysingsevne og temperatur: på kurva = metta, over = overmetta, under = umetta

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.