Er der mange kemisk rene stoffer i naturen? Hvad er havvand, mælk, ståltråd - individuelle stoffer, eller består de af flere komponenter? I vores artikel vil vi blive bekendt med egenskaberne af opløsninger - de mest almindelige fysisk-kemiske systemer, der har en variabel sammensætning. De kan indeholde flere komponenter. Så mælk er en organisk opløsning, der indeholder vand, dråber fedt, proteinmolekyler og minerals alte. Hvad er en løsning, og hvordan kan den opnås? Vi vil besvare dette og andre spørgsmål i vores artikel.
Brug af løsninger og deres rolle i naturen
Metabolisme i biogeocenoser udføres i form af interaktion mellem forbindelser opløst i vand. For eksempel planterøddernes absorption af jordopløsning, akkumulering af stivelse som følge af fotosyntese i planter, fordøjelsesprocesser hos dyr og mennesker - alle af dem er reaktioner, der forekommer i kemiske opløsninger. Det er umuligt at forestille sig moderne industrier: rum- og flyindustrien, militærindustrien, atomenergiuden brug af legeringer - solide løsninger med unikke tekniske egenskaber. Flere gasser kan også danne blandinger, som vi kan kalde løsninger. For eksempel er luft et fysisk og kemisk system, der indeholder komponenter som nitrogen, oxygen, kuldioxid osv.
Hvad er en løsning?
Ved at blande sulfatsyre og vand sammen får vi dens vandige opløsning. Overvej, hvad det består af. Vi vil finde opløsningsmidlet - vand, det opløste - svovlsyre og produkterne af deres interaktion. Disse omfatter hydrogenkationer, hydrosulfat- og sulfationer. Sammensætningen af det fysisk-kemiske system, bestående af et opløsningsmiddel og komponenter, vil ikke kun afhænge af, hvilket stof der er opløsningsmidlet.
Det mest almindelige og vigtige opløsningsmiddel er vand. Naturen af de opløste komponenter er også af stor betydning. De kan groft inddeles i tre grupper. Disse er praktisk t alt uopløselige forbindelser, let opløselige og meget opløselige. Den sidste gruppe er den vigtigste. Det omfatter de fleste s alte, syrer, alkalier, alkoholer, monosaccharider. Dårligt opløselige forbindelser er også ret almindelige i naturen. Disse er gips, nitrogen, metan, ilt. Praktisk t alt uopløselige i vand vil være metaller, ædelgasser: argon, helium osv., petroleum, olier.
Sådan kvantificerer man opløseligheden af en forbindelse
Koncentrationen af en mættet opløsning er den vigtigste værdi, der viser et stofs opløselighed. Hendeudtrykt som en værdi numerisk lig med massen af forbindelsen i 100 g opløsning. For eksempel sælges et desinficerende medicinsk produkt - salicylalkohol på apoteker i form af en 1% alkoholopløsning. Det betyder, at 100 g af opløsningen indeholder 1 gram af det aktive stof. Hvad er den største masse af natriumchlorid, der kan opløses i 100 g opløsningsmiddel ved en bestemt temperatur? Du kan finde svaret på dette spørgsmål ved at bruge en speciel tabel med opløselighedskurver for faste forbindelser. Så ved en temperatur på 10 ⁰С kan 38 g bords alt opløses i 100 g vand ved 80 ⁰С - 40 g af stoffet. Hvordan laver man en opløsning fortyndet? Du skal tilføje en vis mængde vand til det. Det er muligt at øge koncentrationen af det fysisk-kemiske system ved at fordampe opløsningen eller ved at tilsætte en vis portion af den opløste forbindelse til den.
Løsningstyper
Ved en bestemt temperatur kan systemet være i ligevægt med den opløste forbindelse i form af dens bundfald. I dette tilfælde taler man om en mættet løsning. Hvordan gør man en opløsning mættet? For at gøre dette henvises til tabellen over opløselighed af faste stoffer. For eksempel indføres bords alt, der vejer 31 g, i vand ved en temperatur på 20 ºС og norm alt tryk, derefter omrøres det godt. Med yderligere opvarmning og indførelse af en ekstra portion s alt sikrer dets overskud dannelsen af en overmættet opløsning. Afkølingen af systemet vil føre til processen med udfældning af natriumchloridkrystaller. Fortyndede opløsninger vil blive kaldt sådanne opløsninger, hvor koncentrationen af forbindelser i sammenligning med opløsningsmidlets volumen vil værelille nok. For eksempel er s altvand, som er en del af blodplasmaet og bruges i medicin efter at have gennemgået kirurgiske indgreb, en 0,9 % natriumchloridopløsning.
Mekanisme for substansopløsning
Efter at have overvejet spørgsmålet om, hvad en løsning er, lad os bestemme, hvilke processer der ligger til grund for dens dannelse. I hjertet af fænomenet opløsning af stoffer ser vi samspillet mellem både fysiske og kemiske transformationer. Hovedrollen i dem spilles af fænomenet med ødelæggelse af kemiske bindinger: kovalent polær eller ionisk, i molekylerne af den opløste forbindelse. Det fysiske aspekt af bindingsbrud kommer til udtryk i optagelsen af energi. Der er også en vekselvirkning mellem opløsningsmiddelpartikler og opløste molekyler, kaldet solvatisering, i tilfælde af vandige opløsninger - hydrering. Det ledsages ikke kun af fremkomsten af nye bindinger, men også af frigivelsen af energi.
I vores artikel undersøgte vi spørgsmålet om, hvad en løsning er, og fandt også ud af mekanismen for dannelsen af løsninger og deres betydning.
