Je v prírode veľa chemicky čistých látok? Čo je morská voda, mlieko, oceľový drôt - jednotlivé látky, alebo sa skladajú z viacerých zložiek? V našom článku sa zoznámime s vlastnosťami roztokov – najbežnejších fyzikálno-chemických systémov, ktoré majú premenlivé zloženie. Môžu obsahovať niekoľko komponentov. Mlieko je teda organický roztok obsahujúci vodu, kvapky tuku, molekuly bielkovín a minerálne soli. Čo je to riešenie a ako ho možno získať? Na túto a ďalšie otázky odpovieme v našom článku.
Používanie riešení a ich úloha v prírode
Metabolizmus v biogeocenózach prebieha vo forme interakcie zlúčenín rozpustených vo vode. Napríklad absorpcia pôdneho roztoku koreňmi rastlín, akumulácia škrobu v dôsledku fotosyntézy v rastlinách, tráviace procesy zvierat a ľudí - to všetko sú reakcie, ktoré sa vyskytujú v chemických roztokoch. Je nemožné si predstaviť moderné priemyselné odvetvia: vesmírny a letecký priemysel, vojenský priemysel, jadrová energetikabez použitia zliatin - tuhé roztoky s jedinečnými technickými vlastnosťami. Niekoľko plynov môže vytvárať aj zmesi, ktoré môžeme nazvať roztokmi. Napríklad vzduch je fyzikálny a chemický systém, ktorý obsahuje zložky ako dusík, kyslík, oxid uhličitý atď.
Aké je riešenie?
Zmiešaním kyseliny síranovej a vody získame jej vodný roztok. Zvážte, z čoho pozostáva. Nájdeme rozpúšťadlo – vodu, rozpustenú látku – kyselinu sírovú a produkty ich vzájomného pôsobenia. Patria sem katióny vodíka, hydrosulfátové a síranové ióny. Zloženie fyzikálno-chemického systému pozostávajúceho z rozpúšťadla a zložiek bude závisieť nielen od toho, ktorá látka je rozpúšťadlom.
Najčastejším a najdôležitejším rozpúšťadlom je voda. Povaha rozpustených zložiek je tiež veľmi dôležitá. Možno ich rozdeliť zhruba do troch skupín. Sú to prakticky nerozpustné zlúčeniny, málo rozpustné a vysoko rozpustné. Posledná skupina je najdôležitejšia. Zahŕňa väčšinu solí, kyselín, zásad, alkoholov, monosacharidov. Zle rozpustné zlúčeniny sú v prírode tiež celkom bežné. Sú to sadra, dusík, metán, kyslík. Prakticky nerozpustné vo vode budú kovy, vzácne plyny: argón, hélium atď., petrolej, oleje.
Ako kvantifikovať rozpustnosť zlúčeniny
Koncentrácia nasýteného roztoku je najdôležitejšou hodnotou, ktorá ukazuje rozpustnosť látky. jejvyjadrené ako hodnota, ktorá sa číselne rovná hmotnosti zlúčeniny v 100 g roztoku. Napríklad dezinfekčný lekársky výrobok - salicylový alkohol sa predáva v lekárňach vo forme 1% roztoku alkoholu. To znamená, že 100 g roztoku obsahuje 1 gram účinnej látky. Aká je najväčšia hmotnosť chloridu sodného, ktorú možno pri určitej teplote rozpustiť v 100 g rozpúšťadla? Odpoveď na túto otázku môžete nájsť pomocou špeciálnej tabuľky kriviek rozpustnosti pre tuhé zlúčeniny. Takže pri teplote 10 ⁰С sa môže 38 g kuchynskej soli rozpustiť v 100 g vody, pri 80 ⁰С - 40 g látky. Ako urobiť roztok zriedený? Musíte do nej pridať určité množstvo vody. Koncentráciu fyzikálno-chemického systému je možné zvýšiť odparením roztoku alebo pridaním určitej časti rozpustenej zlúčeniny.
Typy riešení
Pri určitej teplote môže byť systém v rovnováhe s rozpustenou zlúčeninou vo forme jej zrazeniny. V tomto prípade sa hovorí o nasýtenom roztoku. Ako urobiť roztok nasýtený? Na tento účel si pozrite tabuľku rozpustnosti pevných látok. Napríklad stolová soľ s hmotnosťou 31 g sa vloží do vody pri teplote 20 ° C a normálnom tlaku, potom sa dobre premieša. S dodatočným ohrevom a zavedením ďalšej časti soli jej prebytok zabezpečuje tvorbu presýteného roztoku. Chladenie systému povedie k procesu zrážania kryštálov chloridu sodného. Zriedené roztoky sa budú nazývať také roztoky, v ktorých bude koncentrácia zlúčenín v porovnaní s objemom rozpúšťadladostatočne malý. Napríklad fyziologický roztok, ktorý je súčasťou krvnej plazmy a používa sa v medicíne po chirurgických zákrokoch, je 0,9 % roztok chloridu sodného.
Mechanizmus rozpúšťania látky
Po zvážení otázky, čo je riešenie, určme, aké procesy sú základom jeho formovania. V srdci fenoménu rozpúšťania látok vidíme interakciu fyzikálnych aj chemických premien. Hlavnú úlohu v nich zohráva fenomén deštrukcie chemických väzieb: kovalentných polárnych alebo iónových v molekulách rozpustenej zlúčeniny. Fyzikálny aspekt rozpadu väzby je vyjadrený v absorpcii energie. Existuje tiež interakcia častíc rozpúšťadla s molekulami rozpustenej látky, nazývaná solvatácia, v prípade vodných roztokov - hydratácia. Sprevádza ho nielen vznik nových väzieb, ale aj uvoľnenie energie.
V našom článku sme sa zaoberali otázkou, čo je riešenie, a tiež sme zistili mechanizmus vzniku riešení a ich význam.
