Løselighet og temperatur for salter

HensiktFramgangsmåteObservasjonerSensorspørsmål

Varmt vann kan ofte løse mer stoff enn kaldt vann. For mange salter øker løseligheten når temperaturen stiger, og når en varm mettet løsning avkjøles, kan stoffet felles ut som krystaller. Ved å måle dette systematisk kan du lage en løselighetskurve. Et sterkt Kjemi 1-svar forklarer ikke bare at kurven stiger, men også hva kurven betyr: hvor mye stoff løsningen maksimalt kan holde ved hver temperatur, og om løsningen er umettet, mettet eller overmettet.

Løselighet, temperatur og løselighetskurver forklart enkelt

Mange elever søker etter løselighet temperatur salter Kjemi 1, løselighet og temperatur, løselighet for salter, løselighetskurve, mettet løsning, overmettet løsning, krystallisering, utfelling og løselighet labrapport. Denne forklaringen samler teorien, forsøket, observasjonene, feilkildene, sentrale begreper og typiske sensorspørsmål på én side.

Løselighet beskriver hvor mye av et stoff som kan løses i et bestemt løsemiddel ved en bestemt temperatur. For mange salter øker løseligheten når temperaturen øker, men ikke alle salter følger samme mønster. Derfor er løselighetskurver nyttige: De viser hvor mye stoff som kan løses ved ulike temperaturer, og hjelper deg å forutsi metning, utfelling og krystallisering.

Dette søker elever ofte hjelp til

Når elever jobber med løselighet og temperatur i Kjemi 1, er det særlig noen spørsmål som går igjen: Hvorfor løses mer salt i varmt vann? Hva er en mettet løsning? Hva er forskjellen på umettet, mettet og overmettet løsning? Hvordan lager jeg en løselighetskurve? Hvordan tolker jeg punkter over og under kurven? Og hvordan skriver jeg en god labrapport om løselighet?

Denne teksten er skrevet for disse elevsøkene. Du lærer å bruke begreper som løselighet, løselighetskurve, temperatur, mettet løsning, umettet løsning, overmettet løsning, krystallisering, utfelling, oppløsning, konsentrasjon, observasjon og feilkilder på en naturlig og eksamensrettet måte.

Hensikt

Undersøke hvordan løseligheten til et salt avhenger av temperaturen, og lage en løselighetskurve som viser hvor mange gram salt som kan løses i 100 g vann ved ulike temperaturer. Målet er også å forklare mettet løsning, overmettet løsning, krystallisering og utfelling, og å bruke kurven til å forutsi hvor mye salt som kan felles ut ved avkjøling.

Hypotese

For mange salter vil løseligheten øke når temperaturen øker. En løsning som er mettet ved høy temperatur, vil derfor kunne bli overmettet når den kjøles ned. Da vil overskuddet av salt felles ut som krystaller. Hypotesen bygger på at metningsmengden er temperaturavhengig og kan leses av på en løselighetskurve.

HMS og sikkerhet

Før du starter

• Varmt vann og varme glass kan gi forbrenning. Bruk klype, grytelapp eller varmebestandige hansker ved behov. Husk at varmt glass kan se kaldt ut selv om det fortsatt kan gi brannskade.
• Sett varme begre på varmebestandig underlag, ikke direkte på benken.
• Bruk vernebriller, særlig når du varmer væsker og rører i varme løsninger.
• Tørk opp søl raskt. Saltløsninger kan gjøre benk og gulv glatt.
• Ikke varm lukkede beholdere. Trykk kan bygge seg opp. Ved oppvarming må damp og luft kunne slippe ut trygt.
• Følg lærerens beskjed om avfall. De fleste enkle saltløsninger kan håndteres som anvist, men ukjente salter skal ikke helles i vasken uten beskjed.

Utstyr du trenger

• Beger eller erlenmeyerkolbe
• Varmekilde eller vannbad
• Termometer eller temperatursensor
• Vekt
• Salt, for eksempel kaliumnitrat
• Måleglass eller veieskip til vann
• Rørepinne eller magnetrører
• Filtrerpapir eller glass-stav ved behov
• Tabell eller regneark
• Vernebriller

Framgangsmåte – steg for steg

Framgangsmåte: varm vannet og se hvor mye salt som løser seg ved ulike temperaturer.

1. Mål opp en kjent mengde vann, for eksempel 50,0 g, i et beger. Bruk masse vann, ikke bare volum, når du skal regne nøyaktig om til g/100 g vann.
2. Mål temperaturen i vannet før du tilsetter salt.
3. Tilsett salt litt etter litt under omrøring til løsningen er mettet. En mettet løsning har litt uløst salt igjen selv etter omrøring. Vent lenge nok til at saltet faktisk får tid til å løses før du avgjør at metning er nådd.
4. Noter temperaturen og total masse salt som er tilsatt og løst. Skill mellom salt som er tilsatt, og salt som faktisk er løst, hvis noe fast stoff ligger igjen.
5. Varm løsningen forsiktig til en høyere temperatur, for eksempel 40 °C.
6. Tilsett mer salt litt etter litt til løsningen igjen er mettet ved den nye temperaturen.
7. Gjenta ved flere temperaturer, for eksempel 20, 40, 60 og 80 °C.
8. Regn om resultatene til gram salt per 100 g vann, slik at målingene kan sammenlignes. Hvis du bruker 50,0 g vann, må mengden løst salt dobles for å få g/100 g vann.
9. Plott løselighet på y-aksen og temperatur på x-aksen. Tegn en jevn løselighetskurve gjennom datapunktene. Ikke trekk nødvendigvis rette linjer fra punkt til punkt; løselighet endres ofte jevnt og kurvet med temperaturen.
10. La eventuelt en varm mettet løsning avkjøles rolig og observer om krystaller felles ut.

Observasjoner og resultater

Løselighetskurven viser hvor mye salt vannet kan holde ved hver temperatur.

Tabellen viser eksempeldata for et salt der løseligheten øker tydelig med temperaturen. Verdiene er oppgitt som gram salt per 100 g vann.

Temperatur	Løselighet (g/100 g vann)	Observasjon
20 °C	32	Noe salt løses, men metning nås raskt
40 °C	64	Mer salt kan løses etter oppvarming
60 °C	110	Løsningen holder mye mer salt
80 °C	169	Stor økning i løselighet ved høy temperatur

Resultat

Løseligheten øker kraftig med temperaturen, og løselighetskurven krummer oppover. Når en mettet varm løsning avkjøles, kan den ikke lenger holde like mye løst salt. Overskuddet går derfor ut av løsningen og danner krystaller. Mengden som felles ut kan beregnes som forskjellen mellom løseligheten ved starttemperaturen og slutt-temperaturen.

Teorien bak

Løselighet er den største mengden av et stoff som kan løses i en bestemt mengde løsemiddel ved en bestemt temperatur. For salter oppgis løselighet ofte som gram salt per 100 g vann.

Når et salt løses i vann, må ionegitteret brytes opp. Dette krever energi. Samtidig blir ionene omgitt av vannmolekyler, og det frigjøres energi når ion-dipol-krefter dannes mellom ionene og vannet. Den samlede balansen mellom disse prosessene avgjør hvor lett saltet løses. Temperatur påvirker denne balansen og kan derfor endre hvor mye salt som kan være løst ved metning.

For mange salter øker løseligheten når temperaturen øker. Høyere temperatur gir mer termisk energi, og løsningen kan holde mer løst stoff før den blir mettet. Derfor kan varmt vann ofte løse mer salt enn kaldt vann. Dette gjelder likevel ikke alle salter, så løselighetskurven må alltid tolkes for det bestemte stoffet.

En mettet løsning inneholder maksimal mengde løst stoff ved en bestemt temperatur. Hvis mer salt tilsettes, blir det liggende igjen som uløst stoff. En umettet løsning kan fortsatt løse mer stoff. En overmettet løsning inneholder midlertidig mer løst stoff enn det som egentlig er stabilt ved temperaturen.

Når en mettet varm løsning avkjøles, synker løseligheten for mange salter. Løsningen kan da bli overmettet. Overskuddet av salt kan felles ut som krystaller. Dette kalles krystallisering og brukes blant annet til rensing av faste stoffer. Langsom avkjøling kan gi større og mer ordnede krystaller fordi partiklene får tid til å plassere seg i krystallgitteret.

Det er viktig å huske at temperaturavhengigheten ikke er lik for alle salter. De fleste salter blir mer løselige ved høyere temperatur, men noen har liten endring, og noen kan bli mindre løselige når temperaturen øker.

Typiske problemstillinger sensor stiller

Hva er en mettet løsning?

En mettet løsning inneholder maksimal mengde løst stoff ved en bestemt temperatur. Hvis mer stoff tilsettes, vil det ikke løses, men bli liggende igjen som fast stoff. Hvis temperaturen endres, endres også hvor mye stoff løsningen kan holde.

Hva er forskjellen på mettet og overmettet løsning?

En mettet løsning inneholder maksimal stabil mengde stoff ved en gitt temperatur. En overmettet løsning inneholder mer enn metningsmengden og er ustabil. Den kan lett felle ut krystaller.

Hvorfor feller salt ut når en mettet varm løsning avkjøles?

Fordi løseligheten ofte synker når temperaturen synker. Den kalde løsningen kan ikke holde like mye løst salt, så overskuddet krystalliserer ut.

Hvorfor øker løseligheten med temperaturen for mange salter?

Høyere temperatur gir mer termisk energi og gjør det mulig for mer stoff å gå i løsning før metning nås. Men dette gjelder ikke absolutt alle salter.

Hva viser en løselighetskurve?

En løselighetskurve viser hvor mye stoff som kan løses i en bestemt mengde løsemiddel ved ulike temperaturer, ofte i g stoff per 100 g vann.

Hvordan kan du bruke en løselighetskurve?

Du kan lese av hvor mye stoff som kan løses ved en temperatur, finne om en løsning er umettet, mettet eller overmettet, og forutsi hvor mye stoff som felles ut ved avkjøling. Kurven kan også brukes til å vurdere om et datapunkt ligger under, på eller over metningskurven.

Sensortips – slik imponerer du

Slik får du toppkarakter

• Plott en tydelig løselighetskurve med temperatur på x-aksen og løselighet i g/100 g vann på y-aksen.
• Forklar forskjellen mellom umettet, mettet og overmettet løsning presist.
• Knytt utfelling ved avkjøling direkte til løselighetskurvens form.
• Vis hvordan man regner om fra mengde salt i en prøve til g/100 g vann.
• Vær nyansert: De fleste salter blir mer løselige ved høyere temperatur, men ikke alle.
• Forklar krystallisering som en prosess der overskudd av løst stoff bygger et ordnet krystallgitter.

Muntlig 6-er-formulering

«Løselighet er maksimal mengde stoff som kan løses ved en bestemt temperatur, ofte oppgitt i gram per 100 gram vann. Når temperaturen øker, øker løseligheten for mange salter. Hvis en varm mettet løsning avkjøles, kan den bli overmettet, fordi den nå inneholder mer salt enn det som er stabilt ved lavere temperatur. Da felles overskuddet ut som krystaller. Mengden som felles ut kan finnes ved å lese av forskjellen mellom løseligheten ved de to temperaturene.»

Slik vurderer sensor

Det som gir karakter 6

• Du gjør systematiske målinger ved flere temperaturer.
• Du bruker riktige enheter og regner om til g/100 g vann.
• Du lager korrekt løselighetskurve med aksetitler og jevn kurve.
• Du forklarer mettet, umettet og overmettet løsning.
• Du kobler utfelling og krystallisering til temperaturendring.
• Du vurderer feilkilder som temperaturfall, fordamping, unøyaktig metning og omrøring.

Nivå	Kjennetegn i dette forsøket
Grunnleggende	Måler hvor mye salt som løses ved ulike temperaturer.
Godt	Lager løselighetskurve og forklarer at løselighet ofte øker med temperatur.
Svært godt	Tolker kurven, forklarer metning og utfelling, regner med g/100 g vann og vurderer feilkilder presist.

Typiske elevfeil å unngå

Vanlige feil

• Glemmer å oppgi løselighet per 100 g vann, slik at resultatene ikke kan sammenlignes direkte. Uten standard enhet er det vanskelig å lage en riktig løselighetskurve.
• Bruker volum vann i mL uten å forklare omregning til gram vann.
• Tror at alle salter alltid løses bedre i varmt vann.
• Overser at løsningen må være mettet ved hver måling.
• Plotter aksene feil vei eller glemmer enheter på aksene.
• Tegner rette linjer mellom alle punktene selv om løselighetskurver ofte er jevne og krumme.
• Blander sammen utfelling, bunnfall og krystallisering uten å forklare hva som skjer. I dette forsøket handler utfellingen ofte om at løst stoff krystalliserer når løseligheten synker ved avkjøling.

Feilkilder

Det som kan påvirke resultatet

• Det kan være vanskelig å vite nøyaktig når løsningen er mettet. Hvis man tror løsningen er mettet for tidlig, blir beregnet løselighet for lav.
• Temperaturen kan synke mens du veier, rører eller noterer.
• Fordamping av vann ved oppvarming kan gjøre vannmengden mindre og løseligheten tilsynelatende høyere. Da er det egentlig mindre enn den opprinnelige vannmengden igjen i begeret.
• Ujevn omrøring kan gjøre at salt løses saktere enn forventet.
• Noe salt kan sitte fast på rørepinne, begervegg eller veieskip.
• Termometeret kan vise feil hvis det ligger mot bunnen av begeret eller ikke er i selve løsningen. Da måles temperaturen på glasset eller varmekilden mer enn temperaturen i selve løsningen.
• Urene prøver kan gi feil metningspunkt eller utydelig krystallisering.

Variasjoner av forsøket

• Sammenlign to ulike salter på samme løselighetsdiagram.
• Undersøk et salt med synkende løselighet, for eksempel kalsiumhydroksid.
• Dyrk store krystaller ved å la en mettet løsning avkjøles svært langsomt.
• Undersøk hvordan fordamping ved romtemperatur kan gi krystalldannelse.
• Bruk en ferdig løselighetskurve til å beregne hvor mye salt som felles ut ved avkjøling.
• Sammenlign eksperimentelle målinger med tabellverdier og drøft avvik.

Sentrale begreper

• Løselighet – maksimal mengde stoff som kan løses i en gitt mengde løsemiddel ved en bestemt temperatur.
• Mettet løsning – løsning som inneholder maksimal mengde løst stoff ved gitt temperatur.
• Umettet løsning – løsning som kan løse mer stoff ved samme temperatur.
• Overmettet løsning – ustabil løsning som midlertidig inneholder mer løst stoff enn metningsmengden.
• Løselighetskurve – graf som viser løselighet som funksjon av temperatur.
• Krystallisering – prosess der løst stoff går ut av løsning og danner ordnede krystaller.
• Utfelling – dannelse av fast stoff fra en løsning.
• g/100 g vann – vanlig enhet for løselighet, som gjør ulike målinger sammenlignbare.
• Metningspunkt – punktet der løsningen ikke lenger kan løse mer stoff ved den aktuelle temperaturen.
• Rådata – de direkte målingene fra forsøket før omregning og bearbeiding.
• Interpolering – å lese av en verdi mellom to kjente punkter på en kurve.

Kompetansemål forsøket dekker

• Behandle måledata, regne om enheter og lage grafer.
• Forklare løselighet, metning, overmetning og krystallisering.
• Planlegge og gjennomføre forsøk og vurdere feilkilder.
• Bruke modeller og grafer til å forklare observasjoner i kjemiske systemer.
• Knytte temperaturendringer til løselighet og utfelling.

Ofte stilte spørsmål

Gjelder dette for alle salter?

Nei. Mange salter løses bedre i varmt vann, men ikke alle. Noen salter har liten endring med temperatur, og enkelte, som kalsiumhydroksid, kan få lavere løselighet når temperaturen øker.

Hva er forskjellen på mettet og overmettet?

En mettet løsning inneholder maksimal stabil mengde løst stoff ved en bestemt temperatur. En overmettet løsning inneholder midlertidig mer enn dette og er ustabil, slik at krystaller lett kan felles ut.

Hvordan dyrker man store krystaller?

Ved å la en mettet løsning avkjøles eller fordampe sakte. Langsom krystallisering gir ionene tid til å bygge et mer ordnet og større krystallgitter.

Hvorfor må løselighet oppgis i g/100 g vann?

Da kan resultater sammenlignes selv om man har brukt ulike mengder vann. Det gjør også grafen mer standard og lettere å tolke.

Hvordan finner man hvor mye salt som felles ut ved avkjøling?

Les av løseligheten ved starttemperaturen og sluttemperaturen på kurven. Forskjellen mellom verdiene viser hvor mange gram som felles ut per 100 g vann.

Slik skriver du labrapport

En god labrapport viser både måledata, graf og forklaring av hva løselighetskurven betyr. Den bør skille tydelig mellom rådata, omregnede verdier, grafisk tolkning og kjemisk forklaring.

Del av rapporten	Hva du bør skrive
Hensikt	At du skal undersøke hvordan temperatur påvirker løseligheten til et salt.
Hypotese	At løseligheten for mange salter øker når temperaturen øker, og at avkjøling kan gi krystallisering.
Utstyr og HMS	Beger, varmekilde, termometer, vekt, salt, vann, rørepinne, vernebriller og risiko ved varmt vann.
Framgangsmåte	Forklar hvordan du lagde mettede løsninger ved ulike temperaturer og målte mengden salt som ble løst.
Resultater	Lag tabell med temperatur og løselighet i g/100 g vann.
Graf	Plott temperatur på x-aksen og løselighet på y-aksen. Bruk aksetitler, enheter og en jevn kurve.
Drøfting	Forklar kurven, metning, utfelling ved avkjøling og vurder feilkilder.
Konklusjon	Svar på hvordan løseligheten endret seg med temperaturen, og om hypotesen stemte.

Klar for muntlig-praktisk?

Øv på flere Kjemi 1-forsøk, begreper og eksamensoppgaver med fasit.

Gå til Kjemi 1

Flere vanlige spørsmål om løselighet og temperatur

Hva betyr løselighet?

Løselighet beskriver hvor mye av et stoff som kan løses i et bestemt løsemiddel ved en bestemt temperatur, ofte oppgitt som gram stoff per 100 gram vann.

Hva er en mettet løsning?

En mettet løsning inneholder så mye løst stoff som mulig ved den aktuelle temperaturen. Hvis mer stoff tilsettes, vil det ikke løses fullstendig.

Hva er en overmettet løsning?

En overmettet løsning inneholder mer løst stoff enn det som egentlig er stabilt ved temperaturen. Den kan dannes ved at en varm mettet løsning avkjøles rolig.

Hva viser en løselighetskurve?

En løselighetskurve viser hvor mye stoff som kan løses ved ulike temperaturer. Kurven kan brukes til å avgjøre om en løsning er umettet, mettet eller overmettet.

Hvorfor dannes krystaller når en varm løsning avkjøles?

Når temperaturen synker, kan løseligheten bli lavere. Da kan løsningen ikke lenger holde alt stoffet løst, og overskuddet felles ut som krystaller.

Hvordan forklarer jeg løselighet og temperatur på muntlig-praktisk eksamen?

Forklar først observasjonene og måledataene. Deretter kobler du dem til løselighetskurven, metning, temperatur, krystallisering, utfelling, feilkilder og usikkerhet.

Kjennetegn på et sterkt svar

• Du forklarer løselighet som maksimal mengde stoff som kan løses ved en bestemt temperatur.
• Du bruker riktig enhet, vanligvis g salt per 100 g vann, og viser eventuell omregning.
• Du plasserer temperatur på x-aksen og løselighet på y-aksen når du lager løselighetskurve.
• Du skiller tydelig mellom umettet, mettet og overmettet løsning.
• Du bruker kurven til å forklare hvorfor krystaller dannes når en varm mettet løsning avkjøles.
• Du vurderer feilkilder som temperaturfall, fordamping, unøyaktig metningspunkt, omrøring og salt som sitter igjen på utstyr.

Vanlige misforståelser

• «Alle salter løses bedre i varmt vann.» Mange gjør det, men ikke alle. Noen salter har liten endring eller lavere løselighet ved høyere temperatur.
• «En klar løsning er alltid umettet.» Ikke nødvendigvis. En mettet løsning kan være klar hvis alt stoffet akkurat er løst.
• «Overmettet betyr at det ligger uløst salt i bunnen.» Nei. En overmettet løsning inneholder mer løst stoff enn stabilt ved temperaturen, men kan være klar før krystallisering starter.
• «Man kan sammenligne gram løst salt direkte uansett vannmengde.» Nei. Resultatene må regnes om til samme vannmengde, vanligvis 100 g vann.

Slik drøfter du usikkerhet

En god drøfting forklarer hvordan feilkilder påvirker løselighetskurven. Hvis vann fordamper under oppvarming, blir vannmengden mindre enn antatt. Da kan den beregnede løseligheten bli for høy. Hvis temperaturen synker mens du veier, rører eller noterer, kan løsningen bli mettet ved en lavere temperatur enn den du tror.

Det kan også være vanskelig å avgjøre nøyaktig når løsningen er mettet. For lite omrøring kan gjøre at salt blir liggende igjen selv om det kunne ha løst seg. Salt som sitter fast på rørepinne, begervegg eller veieskip kan gi feil masse. For å forbedre forsøket bør temperaturen måles i selve løsningen, vannmassen kontrolleres, og målingene gjentas.

Eksempel på faglig forklaring

Hvis 80 °C vann kan løse 169 g salt per 100 g vann, men 20 °C vann bare kan løse 32 g per 100 g vann, vil en mettet varm løsning ikke kunne holde på alt saltet når den avkjøles. Forskjellen er 169 g − 32 g = 137 g per 100 g vann. Derfor kan omtrent 137 g salt krystallisere ut når løsningen kjøles fra 80 °C til 20 °C, dersom løsningen var mettet ved 80 °C.

Relaterte sider

Likevekt og Le ChatelierKrystallisere et saltFellingsreaksjonerKjemi 1Alle Kjemi 1-forsøkKjemi 1-begreperOppgavesamlingMuntlig-praktisk eksamenEksamen i Kjemi 1

Alle kapitler i Kjemi 1

1 · Stoffer og periodesystemet2 · Kjemiske bindinger3 · Reaksjoner og beregninger4 · Entalpi, reaksjonsfart og likevekt5 · Syrer og baser6 · Analyse7 · Organisk kjemi8 · Grønn kjemi