Există multe substanțe chimice pure în natură? Ce este apa de mare, laptele, sârmă de oțel - substanțe individuale sau sunt compuse din mai multe componente? În articolul nostru, ne vom familiariza cu proprietățile soluțiilor - cele mai comune sisteme fizico-chimice care au o compoziție variabilă. Ele pot conține mai multe componente. Deci, laptele este o soluție organică care conține apă, picături de grăsime, molecule de proteine și săruri minerale. Ce este o soluție și cum poate fi obținută? Vom răspunde la aceasta și la alte întrebări în articolul nostru.
Utilizarea soluțiilor și rolul lor în natură
Metabolismul în biogeocenoze se realizează sub formă de interacțiune a compușilor dizolvați în apă. De exemplu, absorbția soluției din sol de către rădăcinile plantelor, acumularea de amidon ca urmare a fotosintezei în plante, procesele digestive ale animalelor și ale oamenilor - toate acestea sunt reacții care apar în soluții chimice. Este imposibil să ne imaginăm industriile moderne: industria spațială și aeronautică, industria militară, energia nuclearăfără utilizarea aliajelor - soluții solide cu caracteristici tehnice unice. Mai multe gaze pot forma, de asemenea, amestecuri, pe care le putem numi soluții. De exemplu, aerul este un sistem fizic și chimic care conține componente precum azot, oxigen, dioxid de carbon etc.
Care este o soluție?
Prin amestecarea acidului sulfat și a apei, obținem soluția sa apoasă. Luați în considerare în ce constă. Vom găsi solventul - apă, solutul - acid sulfuric și produsele interacțiunii lor. Acestea includ cationi de hidrogen, ioni de hidrosulfat și sulfat. Compoziția sistemului fizico-chimic, constând dintr-un solvent și componente, va depinde nu numai de substanța care este solventul.
Cel mai comun și important solvent este apa. Natura componentelor dizolvate este, de asemenea, de mare importanță. Ele pot fi împărțite aproximativ în trei grupuri. Aceștia sunt compuși practic insolubili, ușor solubili și foarte solubili. Ultimul grup este cel mai important. Include majoritatea sărurilor, acizilor, alcalinelor, alcoolilor, monozaharidelor. Compușii slab solubili sunt, de asemenea, destul de comuni în natură. Acestea sunt gips, azot, metan, oxigen. Practic insolubile în apă vor fi metalele, gazele nobile: argonul, heliul etc., kerosenul, uleiurile.
Cum se cuantifică solubilitatea unui compus
Concentrația unei soluții saturate este cea mai importantă valoare care arată solubilitatea unei substanțe. A eiexprimată ca valoare numeric egală cu masa compusului în 100 g soluție. De exemplu, un produs medical dezinfectant - alcoolul salicilic este vândut în farmacii sub formă de soluție de alcool de 1%. Aceasta înseamnă că 100 g de soluție conține 1 gram de substanță activă. Care este cea mai mare masă de clorură de sodiu care poate fi dizolvată în 100 g de solvent la o anumită temperatură? Puteți găsi răspunsul la această întrebare folosind un tabel special de curbe de solubilitate pentru compușii solizi. Deci, la o temperatură de 10 ⁰С, 38 g de sare de masă pot fi dizolvate în 100 g de apă, la 80 ⁰С - 40 g de substanță. Cum se face o soluție diluată? Trebuie să adăugați o anumită cantitate de apă. Este posibilă creșterea concentrației sistemului fizico-chimic prin evaporarea soluției sau prin adăugarea unei anumite porțiuni din compusul dizolvat la aceasta.
Tipuri de soluții
La o anumită temperatură, sistemul poate fi în echilibru cu compusul dizolvat sub forma precipitatului său. În acest caz, se vorbește despre o soluție saturată. Cum se face o soluție saturată? Pentru a face acest lucru, consultați tabelul de solubilitate a solidelor. De exemplu, sarea de masă cu o greutate de 31 g este introdusă în apă la o temperatură de 20 ºС și presiune normală, apoi este bine amestecată. Odată cu încălzirea suplimentară și introducerea unei porții suplimentare de sare, excesul acesteia asigură formarea unei soluții suprasaturate. Răcirea sistemului va duce la procesul de precipitare a cristalelor de clorură de sodiu. Soluțiile diluate vor fi numite astfel de soluții în care concentrația compușilor în comparație cu volumul solventului va fidestul de mic. De exemplu, soluția salină, care face parte din plasma sanguină și utilizată în medicină după intervenții chirurgicale, este o soluție de clorură de sodiu 0,9%.
Mecanismul de dizolvare a substanței
După ce am luat în considerare problema ce este o soluție, să stabilim ce procese stau la baza formării ei. În centrul fenomenului de dizolvare a substanțelor, vedem interacțiunea atât a transformărilor fizice, cât și a celor chimice. Rolul principal în ele îl joacă fenomenul de distrugere a legăturilor chimice: polare covalente sau ionice, în moleculele compusului dizolvat. Aspectul fizic al ruperii legăturii este exprimat în absorbția de energie. Există și o interacțiune a particulelor de solvent cu moleculele de solut, numită solvatare, în cazul soluțiilor apoase - hidratare. Este însoțită nu numai de apariția de noi legături, ci și de eliberarea de energie.
În articolul nostru, am examinat întrebarea ce este o soluție și am aflat, de asemenea, mecanismul de formare a soluțiilor și semnificația acestora.
