Liukoisuus määritellään aineen enimmäismääräksi, joka voi olla liuennut toisessa. Se on enimmäismäärä liuenneen aineen joka voidaan liuottaa a liuotin tasapainossa, joka tuottaa kyllästetty liuos. Kun tietyt ehdot täyttyvät, liukenevaa lisäliuosta voidaan liuottaa tasapainoisen liukoisuuspisteen ulkopuolelle, mikä tuottaa ylikyllästetyn liuoksen. Kyllästymisen tai ylikyllästymisen lisäksi liukenevan aineen lisääminen ei lisää liuoksen konsentraatiota. Sen sijaan ylimääräinen liuennut aine alkaa saostua liuoksesta.
Liuotumisprosessia kutsutaan liukeneminen. Liukoisuus ei ole sama aineen ominaisuus kuin liukenemisnopeus, joka kuvaa kuinka nopeasti liuennut aine liukenee liuottimeen. Liukoisuus ei ole myöskään sama kuin aineen kyky liuottaa toista kemiallisen reaktion seurauksena. Esimerkiksi sinkkimetalli "liukenee" suolahappoon siirtymisreaktion kautta, joka johtaa sinkki-ioneihin liuoksessa ja vapauttaen vetykaasua. Sinkki-ionit liukenevat happoon. Reaktio ei ole kysymys sinkin liukoisuudesta.
Tunnetuissa tapauksissa liuotettu aine on a vankka (esim. sokeri, suola) ja liuotin on neste (esim. vesi, kloroformi), mutta liuennut tai liuotin voi olla kaasu, neste tai kiinteä aine. Liuotin voi olla joko a puhdas aine tai a seos.
Termi liukenematon tarkoittaa, että liuennut aine on liukenematon liuottimeen. Hyvin harvoissa tapauksissa on totta, ettei liukenevaa ainetta liukene. Yleensä liukenematon liuennut aine liukenee edelleen vähän. Vaikka ei ole kovaa ja nopeaa rajaa, joka määrittelee aineen liukenemattomaksi, on yleistä käyttää a kynnysarvo, jossa liuennut aine ei liukene, jos vähemmän kuin 0,1 grammaa liukenee 100 millilitraa kohti liuotin.
Sekoittuvuus ja liukoisuus
Jos aine liukenee kaikissa suhteissa tiettyyn liuottimeen, sitä kutsutaan siinä sekoittuvaksi tai sillä on ominaisuus nimeltään sekoittuvuus. Esimerkiksi etanoli ja vesi ovat täysin sekoittuvia toisiinsa. Toisaalta öljy ja vesi eivät sekoitu tai liukene toisiinsa. Öljyn ja veden katsotaan olevan sekoittumaton.
Liukoisuus toimintaan
Miten liuennut liukenee, riippuu tyypistä kemialliset sidokset liuenneessa liuottimessa. Esimerkiksi kun etanoli liukenee veteen, se ylläpitää molekyylieidentiteettinsä etanolina, mutta etanolin ja vesimolekyylien välille muodostuu uusia vety sidoksia. Tästä syystä etanolin ja veden sekoittaminen tuottaa liuoksen, jonka tilavuus on pienempi kuin mitä saisit lisäämällä etanolin ja veden lähtömäärät yhteen.
Kun natriumkloridi (NaCl) tai muu ioniyhdiste liukenee veteen, yhdiste dissosioituu ioneihinsa. Ionit solvaatisoituvat tai ympäröivät vesimolekyylikerroksen.
Liukoisuuteen sisältyy dynaaminen tasapaino, mukaan lukien vastakkaiset saostumis- ja liukenemisprosessit. Tasapaino saavutetaan, kun nämä prosessit tapahtuvat vakiona.
Liukoisuusyksiköt
Liukoisuuskaaviot ja -taulukot sisältävät erilaisten yhdisteiden, liuottimien, lämpötilan ja muiden olosuhteiden liukoisuuden. Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto (IUPAC) määrittelee liukoisuuden suhteessa liukenevan aineen liuottimeen. Sallittuihin konsentraatioyksiköihin kuuluvat molaarisuus, molaarisuus, massa tilavuutta kohti, moolisuhde, moolijae ja niin edelleen.
Liukoisuuteen vaikuttavat tekijät
Liukoisuuteen voivat vaikuttaa muiden kemiallisten lajien läsnäolo liuoksessa, liuenneen aineen ja liuottimen faasit, lämpötila, paine, liuenneen hiukkaskoon ja napaisuus.