Liukoisuuskäsite

Liukoisuuskäsite kuvaa aineen liukenemiskykyä liuottimeen ja muodostuneen ratkaisun koostumusta. Se on keskeinen käsite kemiassa ja sillä on laajempia sovelluksia ympäristötieteissä, farmakologiassa ja materiaalitutkimuksessa. Liukoisuus tarkoittaa suurinta mää Plutoa liuotettua ainetta, joka voidaan saavuttaa tiettyjen olosuhteiden vallitessa, yleensä tilan tasapainossa.

Liukoisuus voidaan ilmaista monin eri yksiköin, kuten grammoina liuotettua ainetta per 100 grammaa liuottinta (g/100 g), molaarisuutena (mol/L), molaliteettina (mol/kg) tai molekyylimääräisenä osuutena (mole fraction). On tärkeää huomata, että liukoisuus riippuu olosuhteista, kuten lämpötilasta ja liuottimesta, sekä mahdollisista lisäaineista tai ioneista. Tämä tekee liukoisuudesta muuttuvan ominaisuuden, joka voi poiketa eri ympäristöissä.

Tasapainossa ratkaisu voi olla lopulta kyllästetty (saturoitunut), ylikuormitettu (epätodellinen tilanne, voi johtaa kiteytymiseen) tai epätasapainoinen (supersaturaatio). Spesifisiä tapauksia ovat liukenemisen tasapaino kemiallisesti vähän liukenevien suolojen kohdalla, jolloin liukenemisen tasapainoa kuvaa liukenemisprodukti Ksp. Myös kaasujen liukeneminen nesteeseen noudattaa erilaisia lakeja, kuten Henryn lakia, ja kaasun liukoisuus yleensä pienenee, kun lämpötila nousee.

Liukoisuutta voidaan mitata gravimetrisesti, titraamalla tai spektroskooppisesti, ja siihen vaikuttavat sekä molempien aineiden ominaisuudet että ympäristöolosuhteet. Käytännön sovelluksissa liukoisuus ohjaa esimerkiksi lääkeaineiden formulointia, veden puhdistamista ja ympäristön saasteiden riskinarviointia. Esimerkkeinä tavallinen suolaliuos ja kaasujen liukeneminen vesilaseihin havainnollistavat liukoisuuskäsiteen perusilmiöitä.