Čiste supstance se gotovo nikada ne nalaze u prirodi. U osnovi, predstavljeni su u obliku mješavina koje su u stanju da formiraju homogene ili heterogene sisteme.
Karakteristike pravih rješenja
Prava rješenja su vrsta dispergiranih sistema koji imaju veću čvrstoću između disperzione sredine i dispergirane faze.
Kristali različitih veličina mogu se dobiti iz bilo koje hemijske supstance. U svakom slučaju, oni će imati istu unutrašnju strukturu: ionsku ili molekularnu kristalnu rešetku.
Rastopiti
U procesu rastvaranja zrna natrijum hlorida i šećera u vodi nastaje jonski i molekularni rastvor. U zavisnosti od stepena fragmentacije, supstanca može biti u obliku:
- vidljive makroskopske čestice veće od 0,2mm;
- mikroskopske čestice manje od 0,2 mm mogu se uhvatiti samo mikroskopom.
Pravi i koloidni rastvori se razlikuju po veličini čestica otopljene supstance. Kristali nevidljivi pod mikroskopom nazivaju se koloidne čestice, a rezultirajuće stanje naziva se koloidna otopina.
Faza rješenja
U mnogim slučajevima, prava rješenja su zdrobljeni (disperzni) sistemi homogenog tipa. Sadrže kontinuiranu kontinuiranu fazu – disperzioni medij, i zgnječene čestice određenog oblika i veličine (disperznu fazu). Po čemu se koloidne otopine razlikuju od pravih sistema?
Glavna razlika je u veličini čestica. Koloidno dispergovani sistemi se smatraju heterogenim, jer je nemoguće detektovati faznu granicu u svetlosnom mikroskopu.
Prava rješenja - ovo je opcija kada je u okolini supstanca predstavljena u obliku jona ili molekula. Odnose se na jednofazna homogena rješenja.
Međusobno otapanje disperzione sredine i dispergovane supstance smatra se preduslovom za formiranje disperznih sistema. Na primjer, natrijum hlorid i saharoza su nerastvorljivi u benzenu i kerozinu, tako da se koloidne otopine neće formirati u takvom rastvaraču.
Klasifikacija disperzovanih sistema
Kako se dijele disperzirani sistemi? Prava rješenja, koloidni sistemi se razlikuju na nekoliko načina.
Postoji podjela dispergiranih sistema prema stanju agregacije medijuma i dispergovane faze, formiranju ili odsustvu interakcije između njih.
Karakteristike
Postoje određene kvantitativne karakteristike disperznosti supstance. Prije svega, razlikuje se stepen disperzije. Ova vrijednost je recipročna veličina čestica. Ona jekarakterizira broj čestica koje se mogu postaviti u niz na udaljenosti od jednog centimetra.
U slučaju kada su sve čestice iste veličine, formira se monodisperzni sistem. Sa nejednakim česticama dispergovane faze formira se polidisperzni sistem.
Sa povećanjem disperzije supstance, u njoj se povećavaju procesi koji se dešavaju na međufaznoj površini. Na primjer, povećava se specifična površina dispergirane faze, povećava se fizičko-hemijski efekat medija na granici između dvije faze.
Varijante disperznih sistema
U zavisnosti od faze u kojoj će biti rastvorena materija, razlikuju se različite varijante dispergovanih sistema.
Aerosoli su dispergovani sistemi u kojima je dispergovani medij predstavljen u gasovitom obliku. Magle su aerosoli u tečnoj dispergovanoj fazi. Dim i prašina nastaju od čvrste dispergirane faze.
Pena je disperzija gasovite supstance u tečnosti. Tečnosti u peni se degenerišu u filmove koji razdvajaju mehuriće gasa.
Emulzije su dispergovani sistemi, gde se jedna tečnost raspoređuje po zapremini druge bez rastvaranja u njoj.
Suspenzije ili suspenzije su sistemi niske disperzije u kojima su čvrste čestice u tečnosti. Koloidne otopine ili solovi u sistemu vodene disperzije nazivaju se hidrosoli.
U zavisnosti od prisustva (odsustva) između čestica dispergovane faze razlikuju se slobodno dispergovani ili koherentno dispergovani sistemi. Prvoj grupiuključuju liosole, aerosole, emulzije, suspenzije. U takvim sistemima ne postoje kontakti između čestica i dispergovane faze. Oni se slobodno kreću u rastvoru pod uticajem gravitacije.
Kohezivno-disperzni sistemi nastaju u slučaju kontakta čestica sa disperznom fazom, usled čega se formiraju strukture u obliku mreže ili okvira. Takvi koloidni sistemi se nazivaju gelovi.
Proces geliranja (želatinizacije) je transformacija sola u gel, zasnovana na smanjenju stabilnosti originalnog sola. Primjeri vezanih disperznih sistema su suspenzije, emulzije, praškovi, pjene. Oni također uključuju tlo koje nastaje u procesu interakcije organskih (humusnih) tvari i minerala tla.
Kapilarno dispergovani sistemi se razlikuju po neprekidnoj masi materije koja prodire u kapilare i pore. Smatraju se tkaninama, različitim membranama, drvom, kartonom, papirom.
Prava rješenja su homogeni sistemi koji se sastoje od dvije komponente. Mogu postojati u rastvaračima različitog agregatnog stanja. Rastvarač je supstanca koja se uzima u višku. Komponenta koja se uzima u nedovoljnoj količini smatra se otopljenom tvari.
Karakteristike rješenja
Tvrde legure su također rješenja u kojima različiti metali djeluju kao dispergirani medij i komponenta. S praktične tačke gledišta, od posebnog su interesa takve tečne mješavine u kojima tečnost djeluje kao rastvarač.
Od brojnih neorganskihrastvarači od posebnog interesa je voda. Gotovo uvijek, pravo rješenje nastaje kada se čestice otopljene tvari pomiješaju sa vodom.
Od organskih jedinjenja, sledeće supstance su odlični rastvarači: etanol, metanol, benzol, ugljen-tetrahlorid, aceton. Zbog haotičnog kretanja molekula ili jona rastvorene komponente, oni delimično prelaze u rastvor, formirajući novi homogeni sistem.
Supstance se razlikuju po svojoj sposobnosti formiranja rastvora. Neki se mogu miješati jedni s drugima u neograničenim količinama. Primjer je rastvaranje kristala soli u vodi.
Suština procesa rastvaranja sa stanovišta molekularno-kinetičke teorije je da nakon unošenja kristala natrijum hlorida u rastvarač, on disocira na katione natrijuma i anjone hlora. Nabijene čestice osciliraju, sudari sa česticama samog rastvarača dovode do prelaska jona u rastvarač (vezivanje). Postepeno se druge čestice povezuju s procesom, površinski sloj se uništava, kristal soli se otapa u vodi. Difuzija omogućava distribuciju čestica supstance kroz zapreminu rastvarača.
Vrste pravih rješenja
True solution je sistem koji je podijeljen u nekoliko tipova. Postoji klasifikacija takvih sistema na vodene i nevodene prema vrsti rastvarača. Također se klasificiraju prema varijanti otopljene tvari u alkalije, kiseline, soli.
Jedirazličite vrste pravih rješenja u odnosu na električnu struju: neelektroliti, elektroliti. Ovisno o koncentraciji otopljene tvari, mogu se razrijediti ili koncentrirati.
Prava rješenja niskomolekularnih supstanci sa termodinamičke tačke gledišta dijele se na stvarna i idealna.
Takva rješenja mogu biti jonski dispergirana, kao i molekularno dispergirani sistemi.
Zasićenost rješenja
U zavisnosti od toga koliko čestica ulazi u rastvor, postoje prezasićene, nezasićene, zasićene rastvore. Rastvor je tečni ili čvrsti homogeni sistem, koji se sastoji od nekoliko komponenti. U svakom takvom sistemu, rastvarač je nužno prisutan, kao i rastvorena materija. Kada se neke supstance rastvore, oslobađa se toplota.
Ovakav proces potvrđuje teoriju rješenja, prema kojoj se otapanje smatra fizičkim i kemijskim procesom. Postoji podjela procesa rastvorljivosti u tri grupe. Prve su one supstance koje se mogu rastvoriti u količini od 10 g u 100 g rastvarača, nazivaju se visoko rastvorljivim.
Tvari se smatraju slabo rastvorljivim ako se manje od 10 g rastvori u 100 g komponente, ostatak se naziva nerastvorljivim.
Zaključak
Sistemi koji se sastoje od čestica različitog stanja agregacije, veličine čestica, neophodni su za normalan ljudski život. Istina, koloidne otopine, o kojima smo gore govorili, su navikliproizvodnja lijekova, proizvodnja hrane. Poznavajući koncentraciju otopljene tvari, možete samostalno pripremiti potrebnu otopinu, na primjer, etilni alkohol ili octenu kiselinu, za različite svrhe u svakodnevnom životu. U zavisnosti od stanja agregacije rastvorene supstance i rastvarača, nastali sistemi imaju određene fizičke i hemijske karakteristike.
