Chapter 6 · Section 6Textbook pages 121–123

Solubility and Solubility Curves ലേയത്വം · ലേയത്വ കർവ്

On the last page each solution had a limit. But is that limit the same for every substance? For every solvent? At every temperature? Here you compare common salt with baking soda, give the limit a proper name – solubility – and read it from solubility curves. Then you find out why a soda bottle fizzes when you open it, and why Glauber's salt behaves strangely.

📖 What you need (pages 2 and 5 of this guide)

Saturated solution പൂരിത ലായനി: the maximum solute dissolved at a given temperature (page 5).
Reading a line graph: find the value on the x-axis, go up to the curve, then across to the y-axis (page 2).
50 mL of water ≈ 50 g, which is half of 100 g.

1. Do all substances dissolve equally? (NaCl and NaHCO₃)

ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ വ്യത്യസ്ത പദാർഥങ്ങൾ ഒരേ ലായകത്തിൽ ലയിക്കുന്നത് ഒരേ അളവിലാണോ? നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം. At a given temperature, do different substances dissolve in the same solvent to the same extent? Let us check.

രണ്ട് ബീക്കറുകളിൽ 50 mL വീതം ജലമെടുക്കുക. 100 g വീതം പൊടിച്ച കറിയുപ്പും (NaCl) സോഡിയം ബൈകാർബണേറ്റും (NaHCO₃) പ്രത്യേകം പാത്രത്തിൽ എടുക്കുക. Take 50 mL of water in each of two beakers. Take 100 g each of powdered common salt (NaCl) and sodium bicarbonate (NaHCO₃, baking soda) in separate dishes. Add the salt to beaker 1 and the sodium bicarbonate to beaker 2, a little at a time, stirring slowly, until each solution is saturated. Then weigh what is left in each dish: 100 g minus what is left = the amount needed to saturate the water.

⚖️ Virtual lab – salt and baking soda in 50 mL of water each

Model at room temperature (about 25 °C): NaCl dissolves up to about 36 g in 100 g of water, so about 18 g in 50 g; NaHCO₃ only about 10 g in 100 g of water, so about 5 g in 50 g. In the lab you stop adding at the first sign of solid that will not dissolve.

Q (page 121). രണ്ടും ഒരേ അളവിലാണോ ലയിച്ചത്? നിരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തുക. Did both dissolve in the same amount? Record your observations.

അളവുകൾ വ്യത്യസ്തമാണെന്ന് കണ്ടല്ലോ. എന്തുകൊണ്ടായിരിക്കും? The amounts are different. Why could that be?

Observation: much more common salt dissolved (about 18 g; about 82 g left in the dish) than sodium bicarbonate (about 5 g; about 95 g left).
Reason: the two solutes are different substances. Same solvent, same amount of water, same temperature – only the solute was changed. So the amount that can dissolve depends on the nature of the solute ലീനത്തിന്റെ സ്വഭാവം. പദാർഥത്തിന്റെ സ്വഭാവമാണ് ഇവിടെ ലേയത്വത്തെ സ്വാധീനിച്ചത് എന്ന് കാണാമല്ലോ.

⭐ Solubility (page 121)

ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ 100 g ലായകത്തെ പൂരിതമാക്കാൻ ആവശ്യമായ ലീനത്തിന്റെ ഗ്രാമിലുള്ള അളവാണ് ആ ലീനത്തിന്റെ ലേയത്വം.

The amount of a solute, in grams, needed to saturate 100 g of the solvent at a given temperature is the solubility ലേയത്വം of that solute.

🔑 From the lab to solubility

The lab used 50 g of water, but solubility is defined for 100 g. So double it: NaCl about 18 × 2 = 36 g per 100 g of water; NaHCO₃ about 5 × 2 = 10 g per 100 g of water (at about 25 °C). Notice the three parts of the definition: grams of solute, 100 g of solvent, a stated temperature.

2. Solubility and temperature – solubility curves ലേയത്വ കർവ്

താപനിലയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റം ലേയത്വത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നതായി മുൻ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്. താപനില കൂടുമ്പോൾ ലേയത്വം കൂടുമോ? From the earlier activities you know that a change in temperature affects solubility. Does solubility always increase when the temperature rises? A graph of solubility against temperature is called a solubility curve ലേയത്വ കർവ്. Fig 6.6 shows the solubility of some salts in water.

📈 Solubility-curve explorer (Fig 6.6 style)

Temperature Scale

KNO₃, NaCl and NH₄Cl follow the textbook's table (Let us assess, Q6: values at 10, 20, 40, 60 and 80 °C); NH₄Cl is drawn only over that range. The other points and salts are typical handbook values. CaSO₄ is drawn to the shape shown in Fig 6.6 – its real solubility is much smaller (about 0.2 g per 100 g of water), but it too falls at higher temperatures.

Questions on Fig 6.6 (page 122). Use the explorer.

1. താപനില കൂടുമ്പോൾ ലേയത്വത്തിൽ പൊതുവേ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റം എന്താണ്? കൂടുന്നു/കുറയുന്നു. In general, what happens to solubility as the temperature rises: increases or decreases?

2. താപനില കൂടുമ്പോൾ ലേയത്വം കുറയുന്ന പദാർഥം ഏത്? Which substance's solubility decreases as the temperature rises?

3. 30°C ൽ ലേയത്വം ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഏതിനാണ്? At 30 °C, which has the highest solubility?

4. മറ്റ് ലവണങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് സോഡിയം ക്ലോറൈഡിന്റെ ലേയത്വത്തിൽ ഉള്ള പ്രത്യേകത എന്താണ്? Compared with the other salts, what is special about the solubility of sodium chloride?

1. Solubility generally increases as the temperature rises. 2. Calcium sulphate. 3. Potassium nitrate (read from Fig 6.6: about 50 g; the textbook's table gives about 46 g at 30 °C – either way, the highest). 4. The solubility of sodium chloride changes very little with temperature – its curve is almost horizontal.

Q (page 122). ലേയത്വവും താപനിലയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെപ്പറ്റി ഒരു കുറിപ്പ് തയ്യാറാക്കുക. Prepare a note on the relation between solubility and temperature.

Solubility and temperature. The solubility of a solid in water depends on the temperature, so a temperature must always be stated with a solubility value. For most solids solubility increases as the temperature rises: potassium nitrate shows a very steep rise (about 21 g at 10 °C to 167 g at 80 °C), and potassium chloride, potassium chlorate and ammonium chloride also rise. For some substances the change is very small: sodium chloride stays near 36–39 g. A few behave differently: the solubility of calcium sulphate decreases at higher temperatures, and Glauber's salt rises up to 32.4 °C and then falls. Because hot water dissolves more of most solids, a hot saturated solution gives crystals when it is cooled. Gases are the opposite: they become less soluble as water gets warmer.

🧠 Reading a solubility curve – three kinds of questions

Point on the curve → the solution is saturated. Below the curve → unsaturated. Above → supersaturated (if it stays clear).
How much crystallises on cooling? KNO₃ saturated in 100 g water at 60 °C holds 106 g; at 20 °C only 32 g can stay dissolved, so 106 − 32 = 74 g of crystals form.
Other amounts of water: scale it. At 40 °C, 62 g KNO₃ saturates 100 g water, so 50 g water needs 31 g.

3. Other factors: the solvent and the pressure

ലേയത്വത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ടോ? Are there other factors that affect solubility?

Nature of the solvent ലായകത്തിന്റെ സ്വഭാവം

സോഡിയം ക്ലോറൈഡ് ജലത്തിൽ നന്നായി ലയിച്ചു ചേരുന്നതായി കാണാം. എന്നാൽ ആൽക്കഹോളിൽ അല്പം മാത്രം ലയിക്കുന്നു. മണ്ണെണ്ണയിലാകട്ടെ ഒട്ടുംതന്നെ ലയിക്കുന്നില്ല. ലായകത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തിലുള്ള വ്യത്യാസമായിരിക്കുമല്ലോ ഇതിന് കാരണം. Sodium chloride dissolves well in water, only a little in alcohol, and not at all in kerosene. The reason is the difference in the nature of the solvent – remember "like dissolves like" സമാനമായത് സമാനമായതിനെ ലയിപ്പിക്കും from page 3: ionic salt dissolves in polar water but not in non-polar kerosene.

🧂 One spoon of salt in three solvents

⚠️ Kerosene and alcohol (spirit) catch fire easily. Keep them far from flames, use only small amounts, and do not pour them down the sink.

Pressure (for gases) മർദം

സാധാരണ സാഹചര്യത്തിൽ ജലത്തിൽ വളരെ കുറച്ച് മാത്രം ലയിക്കുന്ന വാതകമാണ് കാർബൺ ഡൈഓക്സൈഡ് (CO₂). സോഡാകുപ്പി തുറക്കുമ്പോൾ CO₂ വാതകം നുരഞ്ഞ് പതഞ്ഞ് പുറത്തേക്ക് വരുന്നത് നിങ്ങൾ കണ്ടിരിക്കും. എന്തുകൊണ്ടായിരിക്കും? കാർബൺ ഡൈഓക്സൈഡ് വാതകം ഉയർന്ന മർദത്തിൽ ജലത്തിൽ ലയിപ്പിച്ചാണ് സോഡാജലം നിർമ്മിക്കുന്നത്. Under ordinary conditions carbon dioxide (CO₂) dissolves in water only very slightly. When a soda bottle is opened, CO₂ gas comes out bubbling and foaming. Why? Soda water is made by dissolving CO₂ in water at high pressure.

🍾 Virtual lab – the soda bottle

CO₂ pressure when filled Temperature of the bottle

Model: the amount of CO₂ that can dissolve is proportional to its pressure above the water, and smaller in warm water (about 0.34, 0.23, 0.17, 0.13 and 0.10 g per 100 g of water at 0, 10, 20, 30 and 40 °C under 1 atm of CO₂). After opening, the CO₂ pressure above the drink is far lower than 1 atm, so the soda slowly goes flat.

Q (page 122). ഇവിടെ ലേയത്വത്തെ സ്വാധീനിച്ച ഘടകം ഏതായിരിക്കും? What is the factor that affected solubility here?

Pressure മർദം. CO₂ is forced into the water at high pressure, so much more dissolves than would at ordinary pressure. When the bottle is opened the pressure above the liquid drops, the solubility of CO₂ falls, and the extra gas comes out as bubbles and foam. A warm bottle fizzes even more, because gases are less soluble in warm water.

List (page 122). ഇതുവരെ നടത്തിയ നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് ലേയത്വത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ ഏതൊക്കെയെന്ന് ലിസ്റ്റ് ചെയ്തു നോക്കൂ. From the observations so far, list the factors that affect solubility.

1. Nature of the solute ലീനത്തിന്റെ സ്വഭാവം (NaCl and NaHCO₃) · 2. Nature of the solvent ലായകത്തിന്റെ സ്വഭാവം (water, alcohol, kerosene) · 3. Temperature താപനില (solubility curves) · 4. Pressure മർദം (for gases – soda water).

4. A strange salt: Glauber's salt ഗ്ലോബേഴ്സ് സാൾട്ട്

? (page 122). ഗ്ലോബേഴ്സ് സാൾട്ടിന്റെ (Na₂SO₄.10H₂O) ലേയത്വകർവ് നല്കിയിരിക്കുന്നത് ശ്രദ്ധിക്കൂ. മറ്റ് ലവണങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി ഗ്ലോബേഴ്സ് സാൾട്ടിന്റെ ലേയത്വത്തിലുള്ള പ്രത്യേകതകൾ കണ്ടെത്തുക. Look at the solubility curve of Glauber's salt (Na₂SO₄·10H₂O). Find the special features of its solubility that are different from other salts.

📉 Glauber's salt – solubility curve (as drawn in the book)

Temperature

From 0 °C its solubility rises: 47.6 g at 0 °C.
It reaches a maximum of 49.7 g at 32.4 °C.
Above 32.4 °C the solubility decreases as the temperature rises further – the opposite of most salts, whose solubility keeps increasing.
So its curve has a peak instead of rising all the way. This unusual behaviour is called anomalous solubility അസാധാരണ ലേയത്വം.

📚 Side box (page 123) – Glauber's salt (Na₂SO₄·10H₂O)

മലബന്ധം ഒഴിവാക്കാനും വയറിളക്കാനും (Laxatives) മറ്റും മരുന്നിൽ ചേർക്കുന്ന ലവണമാണ് ഗ്ലോബേഴ്സ് സാൾട്ട്. ജലയോജിത സോഡിയം സൾഫേറ്റ് ലവണമാണിത്. 0°C യിൽ ഇതിന്റെ ലേയത്വം 47.6 g ആണ്. ചൂടാക്കുമ്പോൾ ലേയത്വം ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ഉയരുകയും 32.4°C യിൽ പരമാവധി ലേയത്വമായ 49.7 g ൽ എത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. തുടർന്ന് ചൂടാക്കുമ്പോൾ ഇതിന്റെ ലേയത്വം കുറയുന്നതായി കാണാം.

Glauber's salt is a salt added to medicines used as laxatives (to relieve constipation). It is hydrated sodium sulphate.
Its solubility is 47.6 g at 0 °C. On heating, the solubility rises to a certain extent and reaches the maximum, 49.7 g, at 32.4 °C. On further heating its solubility decreases.
Glauber's salt is given as an example of anomalous solubility അസാധാരണ ലേയത്വം.

🔭 Go further – why does it turn back? (the book's explanation)

Up to 32.4 °C, sodium sulphate exists in the form Na₂SO₄·10H₂O; dissolving it absorbs heat, so warming increases its solubility. Above 32.4 °C the kinetic energy of the particles increases and it changes to anhydrous Na₂SO₄; dissolving this form gives out heat, so its solubility tends to decrease as the temperature rises.

🔭 Go further – a note on the numbers

Chemistry data tables give the solubility of sodium sulphate at 0 °C as only about 4.8 g per 100 g of water: it rises very steeply to the 49.7 g peak at 32.4 °C. The book's "47.6 g" looks like 4.76 g with the decimal point moved. The shape – rise, peak at 32.4 °C, fall – is the same either way. In your exam, quote the textbook's values.

5. Gases: warm water holds less

Solid solutes usually dissolve more in hot water. Gases do the opposite. The graph below (like the one in "Let us assess", question 9) shows the solubility of three gases of the air in water.

🫧 Solubility of gases against temperature

Temperature

Each gas alone at 1 atm, rounded handbook values (they match the shape of the textbook's graph). Notice the right-hand graph has a much finer scale: CO₂ is about 40 times as soluble as O₂.

🐟 Why this matters

Fish breathe the oxygen dissolved in water. Warm water holds less oxygen, so fish in warm, still or polluted ponds come up gasping in the hot season.
A cold soda keeps its fizz longer than a warm one; a warm soda sprays when opened.
Bubbles appear on the inside of a vessel of water being heated, long before it boils: dissolved air is coming out.

Factor	Example from this chapter	Effect
Nature of solute ലീനത്തിന്റെ സ്വഭാവം	NaCl vs NaHCO₃ in 50 mL water	about 18 g vs about 5 g dissolve
Nature of solvent ലായകത്തിന്റെ സ്വഭാവം	NaCl in water, alcohol, kerosene	dissolves well / a little / not at all
Temperature താപനില	solubility curves	most solids: up (KNO₃ steeply, NaCl hardly); CaSO₄ and Glauber's salt above 32.4 °C: down; gases: down
Pressure മർദം	soda water	higher pressure → more gas dissolves

⚠️ Common mistakes

Giving a solubility without a temperature, or per 100 g of solution ✗ – it is grams per 100 g of solvent at a stated temperature.
"All salts become more soluble when heated" ✗ – NaCl barely changes; CaSO₄ and Glauber's salt (above 32.4 °C) become less soluble.
"Gases dissolve more in hot water" ✗ – gases are less soluble in warm water.
Forgetting to scale: the solubility is for 100 g of water; for 50 g, halve it.

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

📄 Saturation (chemistry) Wikipedia
Saturated and unsaturated solutions.
📄 Supersaturation Wikipedia
Solutions holding more solute than they normally can.
📄 Crystallization Wikipedia
How crystals grow from a supersaturated solution.
📄 Solubility Wikipedia
Solubility curves and how temperature and pressure change solubility.
📄 Sodium sulfate Wikipedia
Glauber’s salt and its unusual solubility curve.
📄 Chemical garden Wikipedia
The sodium silicate "crystal garden" of extended activity 1.

6. Check yourself

🧭 Summary

Solubility ലേയത്വം = grams of solute needed to saturate 100 g of solvent at a given temperature.
Factors: nature of solute, nature of solvent, temperature, and pressure (for gases).
Solubility curves ലേയത്വ കർവ്: most solids more soluble when hot (KNO₃ steeply), NaCl almost unchanged, CaSO₄ decreases. Highest at 30 °C in Fig 6.6: KNO₃.
Glauber's salt: 47.6 g (0 °C) → maximum 49.7 g at 32.4 °C → then decreases: anomalous solubility അസാധാരണ ലേയത്വം.
Gases: less soluble in warm water, more soluble at high pressure – soda is made under high pressure and fizzes when opened.

Next: True solutions, suspensions and colloids ▶