Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga tao ay bihirang makatagpo ng mga purong substance. Karamihan sa mga item ay pinaghalong substance.
Ang solusyon ay isang homogenous na halo kung saan ang mga bahagi ay pantay na pinaghalo. Mayroong ilang mga uri ayon sa laki ng butil: mga magaspang na sistema, mga solusyon sa molekular at mga sistemang koloidal, na kadalasang tinatawag na sols. Ang artikulong ito ay tumatalakay sa mga molekular (o totoo) na solusyon. Ang solubility ng mga substance sa tubig ay isa sa mga pangunahing kondisyon na nakakaapekto sa pagbuo ng mga compound.
Solubility ng substance: ano ito at bakit ito kailangan
Upang maunawaan ang paksang ito, kailangan mong malaman kung ano ang mga solusyon at solubility ng mga substance. Sa simpleng mga termino, ito ay ang kakayahan ng isang sangkap na pagsamahin sa isa pa at bumuo ng isang homogenous na timpla. Mula sa isang pang-agham na pananaw, maaaring isaalang-alang ang isang mas kumplikadong kahulugan. Ang solubility ng mga substance ay ang kanilang kakayahang bumuo ng homogenous (o heterogenous) na mga komposisyon na may isa o higit pang mga substance na may dispersed distribution ng mga bahagi. Mayroong ilang mga klase ng mga substance at compound:
- instant;
- mahinang natutunaw;
- hindi matutunaw.
Ano ang sinasabi ng sukatan ng solubility ng isang substance
Ang nilalaman ng isang substance sa isang saturated mixture ay isang sukatan ng solubility nito. Tulad ng nabanggit sa itaas, para sa lahat ng mga sangkap ito ay naiiba. Ang natutunaw ay ang mga maaaring maghalo ng higit sa 10g ng kanilang mga sarili sa 100g ng tubig. Ang pangalawang kategorya ay mas mababa sa 1 g sa ilalim ng parehong mga kondisyon. Ang halos hindi matutunaw ay ang mga nasa halo kung saan mas mababa sa 0.01 g ng bahagi ang pumasa. Sa kasong ito, hindi mailipat ng substance ang mga molekula nito sa tubig.
Ano ang solubility coefficient
Ang solubility coefficient (k) ay isang indicator ng maximum na masa ng isang substance (g) na maaaring matunaw sa 100 g ng tubig o ibang substance.
Mga Solvent
Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng solvent at solute. Ang una ay naiiba sa na sa simula ito ay nasa parehong estado ng pagsasama-sama bilang ang panghuling timpla. Bilang panuntunan, ito ay kinukuha sa mas malaking dami.
Gayunpaman, alam ng maraming tao na ang tubig ay may espesyal na lugar sa chemistry. Mayroong hiwalay na mga patakaran para dito. Ang solusyon kung saan naroroon ang H2O ay tinatawag na aqueous solution. Kung pinag-uusapan ang mga ito, ang likido ay isang extractant kahit na ito ay nasa mas maliit na halaga. Ang isang halimbawa ay isang 80% na solusyon ng nitric acid sa tubig. Ang mga proporsyon dito ay hindi pantay Bagama't ang proporsyon ng tubig ay mas mababa kaysa sa acid, hindi tamang tawagan ang sangkap na isang 20% na solusyon ng tubig sa nitric acid.
May mga mixture na kulang sa H2O. Dadalhin nila ang pangalanhindi may tubig. Ang ganitong mga electrolyte solution ay mga ionic conductor. Naglalaman ang mga ito ng solong o pinaghalong mga extractant. Binubuo sila ng mga ion at molekula. Ginagamit ang mga ito sa mga industriya tulad ng gamot, paggawa ng mga kemikal sa bahay, kosmetiko at iba pang mga lugar. Maaari nilang pagsamahin ang ilang ninanais na mga sangkap na may iba't ibang solubility. Ang mga bahagi ng maraming mga produkto na inilapat sa labas ay hydrophobic. Sa madaling salita, hindi sila nakikipag-ugnayan nang maayos sa tubig. Sa ganitong mga mixture, ang mga solvent ay maaaring pabagu-bago, hindi pabagu-bago, o pinagsama. Ang mga organikong sangkap sa unang kaso ay natutunaw ng mabuti ang mga taba. Ang mga volatile ay kinabibilangan ng mga alkohol, hydrocarbon, aldehydes, at iba pa. Madalas silang kasama sa mga kemikal sa sambahayan. Ang non-volatile ay kadalasang ginagamit para sa paggawa ng mga ointment. Ito ay mga mataba na langis, likidong paraffin, gliserin at iba pa. Ang pinagsama ay isang halo ng pabagu-bago at hindi pabagu-bago, halimbawa, ethanol na may gliserin, gliserin na may dimexide. Maaaring naglalaman din ang mga ito ng tubig.
Mga uri ng solusyon ayon sa antas ng saturation
Ang saturated solution ay isang halo ng mga kemikal na naglalaman ng pinakamataas na konsentrasyon ng isang substance sa isang solvent sa isang tiyak na temperatura. Hindi na ito magpaparami pa. Sa paghahanda ng isang solidong sangkap, ang pag-ulan ay kapansin-pansin, na nasa pabago-bagong ekwilibriyo kasama nito. Ang konseptong ito ay nangangahulugang isang estado na nagpapatuloy sa oras dahil sa daloy nito nang sabay-sabay sa dalawang magkasalungat na direksyon (pasulong at pabalik na mga reaksyon) sa parehong bilis.
Kung ang substancesa isang pare-pareho ang temperatura ay maaari pa ring mabulok, kung gayon ang solusyon na ito ay hindi puspos. Sila ay matatag. Ngunit kung patuloy kang magdaragdag ng substance sa kanila, ito ay matunaw sa tubig (o iba pang likido) hanggang sa maabot nito ang pinakamataas na konsentrasyon nito.
Isa pang hitsura - oversaturated. Naglalaman ito ng mas maraming solute kaysa sa maaaring nasa pare-parehong temperatura. Dahil sa katotohanan na sila ay nasa hindi matatag na balanse, ang pisikal na epekto sa kanila ay nagdudulot ng pagkikristal.
Paano mo masasabi ang saturated solution mula sa unsaturated?
Ito ay sapat na madaling gawin. Kung ang sangkap ay isang solid, kung gayon ang isang precipitate ay makikita sa isang puspos na solusyon. Sa kasong ito, ang extractant ay maaaring kumapal, tulad ng, halimbawa, sa isang saturated na komposisyon, ang tubig kung saan ang asukal ay idinagdag.
Ngunit kung babaguhin mo ang mga kondisyon, taasan ang temperatura, pagkatapos ay hindi na ito isasaalang-alang. puspos, dahil sa mas mataas na temperatura, ang pinakamataas na konsentrasyon ng sangkap na ito ay iba.
Mga teorya ng pakikipag-ugnayan ng mga bahagi ng mga solusyon
May tatlong teorya tungkol sa interaksyon ng mga elemento sa isang pinaghalong: pisikal, kemikal at moderno. Ang mga may-akda ng una ay sina Svante August Arrhenius at Wilhelm Friedrich Ostwald. Ipinapalagay nila na, dahil sa pagsasabog, ang mga particle ng solvent at ang solute ay pantay na ibinahagi sa buong dami ng pinaghalong, ngunit walang pakikipag-ugnayan sa pagitan nila. Ang teorya ng kemikal na iniharap ni Dmitri Ivanovich Mendeleev ay kabaligtaran nito. Ayon dito, bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng kemikal sa pagitan nila, hindi matatagmga compound ng pare-pareho o variable na komposisyon, na tinatawag na solvates.
Sa kasalukuyan, ginagamit ang pinag-isang teorya nina Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky at Ivan Alekseevich Kablukov. Pinagsasama nito ang pisikal at kemikal. Sinasabi ng modernong teorya na sa solusyon mayroong parehong hindi nakikipag-ugnayan na mga particle ng mga sangkap at ang mga produkto ng kanilang pakikipag-ugnayan - mga solvates, ang pagkakaroon kung saan pinatunayan ni Mendeleev. Sa kaso kapag ang extractant ay tubig, sila ay tinatawag na hydrates. Ang kababalaghan kung saan ang mga solvates (hydrates) ay nabuo ay tinatawag na solvation (hydration). Nakakaapekto ito sa lahat ng pisikal at kemikal na proseso at nagbabago sa mga katangian ng mga molekula sa pinaghalong. Ang solvation ay nangyayari dahil sa katotohanan na ang solvation shell, na binubuo ng mga molecule ng extractant na malapit na nauugnay dito, ay pumapalibot sa solute molecule.
Mga salik na nakakaapekto sa solubility ng mga substance
Kemikal na komposisyon ng mga sangkap. Nalalapat din sa mga reagents ang panuntunang "like attracts like". Ang mga sangkap na magkapareho sa pisikal at kemikal na mga katangian ay maaaring mas mabilis na matunaw sa isa't isa. Halimbawa, ang mga non-polar compound ay mahusay na nakikipag-ugnayan sa mga non-polar. Ang mga sangkap na may mga polar molecule o isang ionic na istraktura ay natunaw sa mga polar, halimbawa, sa tubig. Ang mga asin, alkali at iba pang mga sangkap ay nabubulok sa loob nito, habang ang mga hindi polar ay gumagawa ng kabaligtaran. Maaaring magbigay ng isang simpleng halimbawa. Upang maghanda ng isang puspos na solusyon ng asukal sa tubig, ang isang mas malaking halaga ng sangkap ay kinakailangan kaysa sa kaso ng asin. Ano ang ibig sabihin nito? Sa madaling salita, marami ka pang pwedeng i-breedasukal sa tubig kaysa sa asin.
Temperatura. Upang madagdagan ang solubility ng solids sa mga likido, kailangan mong dagdagan ang temperatura ng extractant (gumagana sa karamihan ng mga kaso). Maaaring ipakita ang isang halimbawa. Kung maglalagay ka ng isang kurot ng sodium chloride (asin) sa malamig na tubig, magtatagal ang prosesong ito. Kung gagawin mo ang parehong sa isang mainit na daluyan, kung gayon ang paglusaw ay magiging mas mabilis. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na bilang isang resulta ng isang pagtaas sa temperatura, ang kinetic na enerhiya ay tumataas, isang makabuluhang halaga na kung saan ay madalas na ginugol sa pagkasira ng mga bono sa pagitan ng mga molekula at mga ion ng isang solid. Gayunpaman, kapag tumaas ang temperatura sa kaso ng lithium, magnesium, aluminum at alkali s alts, bumababa ang kanilang solubility.
Presyur. Ang kadahilanan na ito ay nakakaapekto lamang sa mga gas. Ang kanilang solubility ay tumataas sa pagtaas ng presyon. Pagkatapos ng lahat, ang dami ng mga gas ay nabawasan.
Baguhin ang dissolution rate
Huwag malito ang indicator na ito sa solubility. Pagkatapos ng lahat, iba't ibang salik ang nakakaimpluwensya sa pagbabago sa dalawang indicator na ito.
Ang antas ng pagkapira-piraso ng natunaw na substance. Ang kadahilanan na ito ay nakakaapekto sa solubility ng solids sa mga likido. Sa buong (bukol) na estado, ang komposisyon ay natunaw nang mas mahaba kaysa sa isa na nasira sa maliliit na piraso. Kumuha tayo ng isang halimbawa. Ang isang solidong bloke ng asin ay mas magtatagal bago matunaw sa tubig kaysa sa asin sa anyo ng buhangin.
Bilis ng paghalo. Tulad ng nalalaman, ang prosesong ito ay maaaring ma-catalyzed sa pamamagitan ng pagpapakilos. Mahalaga rin ang bilis nito, dahil mas malaki ito, mas mabilis itong matunaw.sangkap sa likido.
Bakit kailangan nating malaman ang solubility ng solids sa tubig?
Una sa lahat, kailangan ang mga ganitong scheme para malutas nang tama ang mga chemical equation. Sa talahanayan ng solubility mayroong mga singil ng lahat ng mga sangkap. Kailangang malaman ang mga ito upang maitala nang tama ang mga reagents at iguhit ang equation ng isang reaksiyong kemikal. Ang solubility sa tubig ay nagpapahiwatig kung ang asin o base ay maaaring maghiwalay. Ang mga may tubig na compound na nagsasagawa ng kasalukuyang ay may malakas na electrolytes sa kanilang komposisyon. May isa pang uri. Ang mga hindi mahusay na nagsasagawa ng kasalukuyang ay itinuturing na mahina electrolytes. Sa unang kaso, ang mga sangkap ay mga sangkap na ganap na na-ionize sa tubig. Samantalang ang mahinang electrolyte ay nagpapakita lamang ng indicator na ito sa maliit na lawak.
Mga equation ng reaksyong kemikal
May ilang uri ng mga equation: molecular, full ionic at short ionic. Sa katunayan, ang huling opsyon ay isang pinaikling anyo ng molekular. Ito ang huling sagot. Ang kumpletong equation ay naglalaman ng mga reactant at produkto ng reaksyon. Ngayon ay dumating ang turn ng solubility table ng mga substance. Una kailangan mong suriin kung ang reaksyon ay magagawa, iyon ay, kung ang isa sa mga kondisyon para sa reaksyon ay natutugunan. Mayroon lamang 3 sa kanila: ang pagbuo ng tubig, ang paglabas ng gas, pag-ulan. Kung ang unang dalawang kundisyon ay hindi natutugunan, kailangan mong suriin ang huli. Upang gawin ito, kailangan mong tingnan ang talahanayan ng solubility at alamin kung mayroong isang hindi matutunaw na asin o base sa mga produkto ng reaksyon. Kung ito ay, kung gayon ito ang magiging sediment. Dagdag pa, ang talahanayan ay kakailanganing isulat ang ionic equation. Dahil ang lahat ng natutunaw na asing-gamot at base ay malakas na electrolytes,pagkatapos ay mabubulok sila sa mga kasyon at anion. Dagdag pa, ang mga unbound na ion ay nababawasan, at ang equation ay nakasulat sa isang maikling anyo. Halimbawa:
- K2SO4+BaCl2=BaSO4 ↓+2HCl,
- 2K+2SO4+Ba+2Cl=BaSO4↓+2K+2Cl,
- Ba+SO4=BaSO4↓.
Kaya, ang solubility table ng mga substance ay isa sa mga pangunahing kondisyon para sa paglutas ng mga ionic equation.
Tinutulungan ka ng detalyadong talahanayan na malaman kung gaano karaming sangkap ang kailangan mong inumin para makapaghanda ng masaganang timpla.
Solubility table
Ito ang karaniwang hindi kumpletong talahanayan. Mahalagang nakasaad dito ang temperatura ng tubig, dahil isa ito sa mga salik na napag-usapan na natin sa itaas.
Paano gamitin ang solubility table?
Ang talahanayan ng solubility ng mga substance sa tubig ay isa sa mga pangunahing katulong ng isang chemist. Ipinapakita nito kung paano nakikipag-ugnayan ang iba't ibang mga sangkap at compound sa tubig. Ang solubility ng solids sa isang likido ay isang indicator kung wala ang maraming chemical manipulations ay imposible.
Ang talahanayan ay napakadaling gamitin. Ang mga cation (mga particle na may positibong charge) ay nakasulat sa unang linya, ang mga anion (mga particle na may negatibong charge) ay nakasulat sa pangalawang linya. Karamihan sa talahanayan ay inookupahan ng isang grid na may ilang partikular na simbolo sa bawat cell. Ito ang mga letrang "P", "M", "H" at ang mga sign na "-" at "?".
- "P" - natutunaw ang tambalang;
- "M" - natutunaw ng kaunti;
- "H" - hindi natutunaw;
- "-" - walang koneksyon;
- "?" - walang impormasyon tungkol sa pagkakaroon ng koneksyon.
May isang walang laman na cell sa mesang ito - ito ay tubig.
Simple na halimbawa
Ngayon tungkol sa kung paano gamitin ang naturang materyal. Ipagpalagay na kailangan mong malaman kung ang asin ay natutunaw sa tubig - MgSo4 (magnesium sulfate). Upang gawin ito, kailangan mong hanapin ang column na Mg2+ at bumaba sa linya SO42-. Sa kanilang intersection ay ang letrang P, na nangangahulugang ang tambalan ay natutunaw.
Konklusyon
Kaya, pinag-aralan natin ang tanong ng solubility ng mga substance sa tubig at hindi lamang. Walang alinlangan, ang kaalamang ito ay magiging kapaki-pakinabang sa karagdagang pag-aaral ng kimika. Pagkatapos ng lahat, ang solubility ng mga sangkap ay gumaganap ng isang mahalagang papel doon. Ito ay magiging kapaki-pakinabang para sa paglutas ng mga kemikal na equation at iba't ibang problema.
