Čisté látky sa v prírode takmer nikdy nenachádzajú. V zásade sú prezentované vo forme zmesí, ktoré sú schopné vytvárať homogénne alebo heterogénne systémy.
Funkcie skutočných riešení
Skutočné roztoky sú druhom rozptýlených systémov, ktoré majú väčšiu pevnosť medzi disperzným médiom a dispergovanou fázou.
Kryštály rôznych veľkostí možno získať z akejkoľvek chemickej látky. V každom prípade budú mať rovnakú vnútornú štruktúru: iónovú alebo molekulárnu kryštálovú mriežku.
Rozpustiť
V procese rozpúšťania zŕn chloridu sodného a cukru vo vode vzniká iónový a molekulárny roztok. V závislosti od stupňa fragmentácie môže byť látka vo forme:
- viditeľné makroskopické častice väčšie ako 0,2 mm;
- mikroskopické častice menšie ako 0,2 mm je možné zachytiť iba mikroskopom.
Skutočné a koloidné roztoky sa líšia veľkosťou častíc rozpustenej látky. Pod mikroskopom neviditeľné kryštály sa nazývajú koloidné častice a výsledný stav sa nazýva koloidný roztok.
Fáza riešenia
V mnohých prípadoch sú skutočnými riešeniami rozdrvené (dispergované) systémy homogénneho typu. Obsahujú spojitú spojitú fázu - disperzné médium, a drvené častice určitého tvaru a veľkosti (dispergovaná fáza). Ako sa koloidné roztoky líšia od skutočných systémov?
Hlavným rozdielom je veľkosť častíc. Koloidne rozptýlené systémy sa považujú za heterogénne, pretože nie je možné detegovať fázovú hranicu vo svetelnom mikroskope.
Pravé riešenia – toto je možnosť, keď sa látka v prostredí vyskytuje vo forme iónov alebo molekúl. Vzťahujú sa na jednofázové homogénne roztoky.
Vzájomné rozpúšťanie disperzného média a dispergovanej látky sa považuje za predpoklad pre vznik disperzných systémov. Napríklad chlorid sodný a sacharóza sú nerozpustné v benzéne a petroleji, takže v takomto rozpúšťadle nevzniknú koloidné roztoky.
Klasifikácia rozptýlených systémov
Ako sa delia rozptýlené systémy? Skutočné riešenia, koloidné systémy sa líšia niekoľkými spôsobmi.
Existuje rozdelenie disperzných systémov podľa stavu agregácie média a dispergovanej fázy, vzniku alebo absencie interakcie medzi nimi.
Funkcie
Existujú určité kvantitatívne charakteristiky disperzity látky. V prvom rade sa rozlišuje stupeň disperzie. Táto hodnota je prevrátená k veľkosti častíc. Ona jecharakterizuje počet častíc, ktoré môžu byť umiestnené v rade vo vzdialenosti jedného centimetra.
V prípade, že všetky častice majú rovnakú veľkosť, vzniká monodisperzný systém. S nerovnakými časticami dispergovanej fázy sa vytvorí polydisperzný systém.
So zvyšujúcou sa disperziou látky sa v nej zvyšujú procesy, ktoré sa vyskytujú na medzifázovom povrchu. Napríklad sa zvyšuje špecifický povrch dispergovanej fázy, zvyšuje sa fyzikálno-chemický účinok média na rozhraní medzi dvoma fázami.
Varianty disperzných systémov
V závislosti od fázy, v ktorej bude rozpustená látka, sa rozlišujú rôzne varianty disperzných systémov.
Aerosóly sú rozptýlené systémy, v ktorých je rozptýlené médium prítomné v plynnej forme. Hmly sú aerosóly s kvapalnou disperznou fázou. Tuhá disperzná fáza vytvára dym a prach.
Pena je disperzia plynnej látky v kvapaline. Kvapaliny v penách sa zvrhnú na filmy, ktoré oddeľujú bubliny plynu.
Emulzie sú dispergované systémy, kde je jedna kvapalina distribuovaná cez objem druhej bez toho, aby sa v nej rozpúšťala.
Suspenzie alebo suspenzie sú systémy s nízkou disperziou, v ktorých sú pevné častice v kvapaline. Koloidné roztoky alebo sóly vo vodnom disperznom systéme sa nazývajú hydrosóly.
V závislosti od prítomnosti (neprítomnosti) medzi časticami dispergovanej fázy sa rozlišujú voľne dispergované alebo koherentne dispergované systémy. K prvej skupinezahŕňajú lyosoly, aerosóly, emulzie, suspenzie. V takýchto systémoch nie sú žiadne kontakty medzi časticami a dispergovanou fázou. Voľne sa pohybujú v roztoku pod vplyvom gravitácie.
Kohézne-disperzné systémy vznikajú v prípade kontaktu častíc s dispergovanou fázou, v dôsledku čoho vznikajú štruktúry vo forme mriežky alebo kostry. Takéto koloidné systémy sa nazývajú gély.
Proces želatinácie (želatinizácie) je premena sólu na gél na základe zníženia stability pôvodného sólu. Príkladmi viazaných disperzných systémov sú suspenzie, emulzie, prášky, peny. Zahŕňajú aj pôdu, ktorá vzniká v procese interakcie organických (humusových) látok a pôdnych minerálov.
Kapilárne rozptýlené systémy sa vyznačujú súvislou hmotou hmoty prenikajúcou kapilárami a pórmi. Sú považované za látky, rôzne membrány, drevo, kartón, papier.
Skutočné riešenia sú homogénne systémy pozostávajúce z dvoch komponentov. Môžu existovať v rozpúšťadlách rôzneho stavu agregácie. Rozpúšťadlo je látka prijatá v nadbytku. Zložka, ktorá sa prijíma v nedostatočnom množstve, sa považuje za rozpustenú látku.
Funkcie riešení
Tvrdé zliatiny sú tiež riešenia, v ktorých rôzne kovy pôsobia ako rozptýlené médium a komponent. Z praktického hľadiska sú zaujímavé najmä také tekuté zmesi, v ktorých kvapalina pôsobí ako rozpúšťadlo.
Z mnohých anorganickýchobzvlášť zaujímavými rozpúšťadlami je voda. Takmer vždy sa skutočný roztok vytvorí, keď sa častice rozpustenej látky zmiešajú s vodou.
Z organických zlúčenín sú vynikajúcimi rozpúšťadlami tieto látky: etanol, metanol, benzén, tetrachlórmetán, acetón. V dôsledku chaotického pohybu molekúl alebo iónov rozpustenej zložky čiastočne prechádzajú do roztoku a vytvárajú nový homogénny systém.
Látky sa líšia schopnosťou vytvárať roztoky. Niektoré je možné miešať medzi sebou v neobmedzenom množstve. Príkladom je rozpúšťanie kryštálov soli vo vode.
Podstatou procesu rozpúšťania z hľadiska molekulárno-kinetickej teórie je, že po zavedení kryštálov chloridu sodného do rozpúšťadla dochádza k disociácii na sodné katióny a chlórové anióny. Nabité častice kmitajú, zrážky s časticami samotného rozpúšťadla vedú k prechodu iónov do rozpúšťadla (naviazanie). Postupne sa do procesu pripájajú ďalšie častice, deštruuje sa povrchová vrstva, kryštál soli sa rozpúšťa vo vode. Difúzia umožňuje distribúciu častíc látky v celom objeme rozpúšťadla.
Typy skutočných riešení
Skutočné riešenie je systém, ktorý je rozdelený do niekoľkých typov. Existuje klasifikácia takýchto systémov na vodné a nevodné podľa typu rozpúšťadla. Tiež sa klasifikujú podľa variantu rozpustenej látky na zásady, kyseliny, soli.
Jedzterôzne typy skutočných riešení vo vzťahu k elektrickému prúdu: neelektrolyty, elektrolyty. V závislosti od koncentrácie rozpustenej látky sa môžu riediť alebo koncentrovať.
Skutočné roztoky nízkomolekulových látok z termodynamického hľadiska delíme na skutočné a ideálne.
Takéto roztoky môžu byť iónovo dispergované, ako aj molekulárne dispergované systémy.
Sýtosť riešení
V závislosti od toho, koľko častíc sa dostane do roztoku, existujú presýtené, nenasýtené a nasýtené roztoky. Roztok je kvapalný alebo tuhý homogénny systém, ktorý pozostáva z niekoľkých zložiek. V každom takomto systéme je nevyhnutne prítomné rozpúšťadlo, rovnako ako rozpustená látka. Keď sa niektoré látky rozpustia, uvoľní sa teplo.
Takýto proces potvrdzuje teóriu riešení, podľa ktorej sa rozpúšťanie považuje za fyzikálny a chemický proces. Existuje rozdelenie procesu rozpustnosti do troch skupín. Prvými sú tie látky, ktoré sú schopné rozpustiť v množstve 10 g v 100 g rozpúšťadla, nazývajú sa vysoko rozpustné.
Látky sa považujú za ťažko rozpustné, ak sa v 100 g zložky rozpustí menej ako 10 g, zvyšok sa nazýva nerozpustný.
Záver
Systémy pozostávajúce z častíc rôzneho stavu agregácie, veľkosti častíc, sú nevyhnutné pre normálny ľudský život. Pravda, koloidné roztoky, diskutované vyššie, sú zvyknutévýroba liečiv, výroba potravín. Keď poznáte koncentráciu rozpustenej látky, môžete nezávisle pripraviť potrebný roztok, napríklad etylalkohol alebo kyselinu octovú, na rôzne účely v každodennom živote. V závislosti od stavu agregácie rozpustenej látky a rozpúšťadla majú výsledné systémy určité fyzikálne a chemické vlastnosti.
