Postoji li mnogo hemijski čistih supstanci u prirodi? Šta je morska voda, mlijeko, čelična žica - pojedinačne tvari ili se sastoje od više komponenti? U našem članku ćemo se upoznati sa svojstvima otopina - najčešćih fizičko-hemijskih sistema koji imaju promjenjiv sastav. Mogu sadržavati nekoliko komponenti. Dakle, mlijeko je organski rastvor koji sadrži vodu, kapi masti, proteinske molekule i mineralne soli. Šta je rješenje i kako se do njega može doći? Odgovorićemo na ovo i druga pitanja u našem članku.
Upotreba rješenja i njihova uloga u prirodi
Metabolizam u biogeocenozama se odvija u obliku interakcije jedinjenja rastvorenih u vodi. Na primjer, apsorpcija otopine tla korijenjem biljaka, nakupljanje škroba kao rezultat fotosinteze u biljkama, probavni procesi životinja i ljudi - sve su to reakcije koje se javljaju u kemijskim otopinama. Nemoguće je zamisliti moderne industrije: svemirsku i avionsku industriju, vojnu industriju, nuklearnu energijubez upotrebe legura - čvrsta rješenja sa jedinstvenim tehničkim karakteristikama. Nekoliko plinova također može formirati mješavine, koje možemo nazvati otopinama. Na primjer, zrak je fizički i kemijski sistem koji sadrži komponente kao što su dušik, kisik, ugljični dioksid, itd.
Šta je rješenje?
Mešanjem sulfatne kiseline i vode dobijamo njen vodeni rastvor. Razmotrite od čega se sastoji. Pronaći ćemo otapalo - vodu, otopljenu supstancu - sumpornu kiselinu i produkte njihove interakcije. To uključuje vodikove katione, hidrosulfatne i sulfatne ione. Sastav fizičko-hemijskog sistema, koji se sastoji od rastvarača i komponenti, zavisiće ne samo od toga koja je supstanca rastvarač.
Najčešći i najvažniji rastvarač je voda. Priroda rastvorenih komponenti je takođe od velike važnosti. Ugrubo se mogu podijeliti u tri grupe. To su praktično nerastvorljiva jedinjenja, slabo rastvorljiva i visoko rastvorljiva. Poslednja grupa je najvažnija. Uključuje većinu soli, kiselina, alkalija, alkohola, monosaharida. Slabo rastvorljiva jedinjenja su takođe prilično česta u prirodi. To su gips, dušik, metan, kisik. Praktično nerastvorljivi u vodi biće metali, plemeniti gasovi: argon, helijum, itd., kerozin, ulja.
Kako kvantificirati rastvorljivost jedinjenja
Koncentracija zasićenog rastvora je najvažnija vrednost koja pokazuje rastvorljivost supstance. Onaizraženo kao vrijednost brojčano jednaka masi jedinjenja u 100 g rastvora. Na primjer, medicinski proizvod za dezinfekciju - salicilni alkohol prodaje se u ljekarnama u obliku 1% otopine alkohola. To znači da 100 g otopine sadrži 1 gram aktivne tvari. Koja je najveća masa natrijum hlorida koja se može rastvoriti u 100 g rastvarača na određenoj temperaturi? Odgovor na ovo pitanje možete pronaći koristeći posebnu tablicu krivulja rastvorljivosti za čvrsta jedinjenja. Dakle, na temperaturi od 10 ⁰S, 38 g kuhinjske soli može se otopiti u 100 g vode, na 80 ⁰S - 40 g tvari. Kako razrijediti otopinu? U to morate dodati određenu količinu vode. Moguće je povećati koncentraciju fizičko-hemijskog sistema isparavanjem rastvora, ili dodavanjem određenog dela rastvorenog jedinjenja.
Vrste rješenja
Na određenoj temperaturi, sistem može biti u ravnoteži sa rastvorenim jedinjenjem u obliku njegovog taloga. U ovom slučaju se govori o zasićenom rastvoru. Kako napraviti rastvor zasićenim? Da biste to učinili, pogledajte tabelu rastvorljivosti čvrstih materija. Na primjer, kuhinjska so od 31 g unosi se u vodu na temperaturi od 20 ºS i normalnom pritisku, a zatim se dobro promiješa. Dodatnim zagrijavanjem i unošenjem dodatnog dijela soli, njegov višak osigurava stvaranje prezasićene otopine. Hlađenje sistema će dovesti do procesa taloženja kristala natrijum hlorida. Razrijeđene otopine nazivat ćemo takve otopine u kojima će koncentracija spojeva u usporedbi s volumenom rastvarača bitidovoljno mali. Na primjer, fiziološka otopina, koja je dio krvne plazme i koja se koristi u medicini nakon hirurških intervencija, je 0,9% otopina natrijum hlorida.
Mehanizam rastvaranja supstance
Razmotrivši pitanje šta je rješenje, hajde da utvrdimo koji procesi su u osnovi njegovog formiranja. U srcu fenomena rastvaranja supstanci vidimo interakciju fizičkih i hemijskih transformacija. Glavnu ulogu u njima igra fenomen razaranja kemijskih veza: kovalentnih polarnih ili ionskih, u molekulima otopljenog spoja. Fizički aspekt prekida veze izražava se u apsorpciji energije. Postoji i interakcija čestica rastvarača sa molekulima otopljene tvari, koja se naziva solvatacija, u slučaju vodenih otopina - hidratacija. To je praćeno ne samo pojavom novih veza, već i oslobađanjem energije.
U našem članku smo se bavili pitanjem šta je rešenje, a takođe smo otkrili mehanizam formiranja rešenja i njihov značaj.
