Ang
Chemistry ay isang kawili-wili at medyo kumplikadong agham. Ang mga termino at konsepto nito ay makikita sa atin sa pang-araw-araw na buhay, at hindi palaging malinaw kung ano ang ibig sabihin ng mga ito at kung ano ang kahulugan ng mga ito. Ang isa sa mga konseptong ito ay solubility. Ang terminong ito ay malawakang ginagamit sa teorya ng mga solusyon, at sa pang-araw-araw na buhay ay nakakaharap natin ang paggamit nito dahil napapalibutan tayo ng mga parehong solusyong ito. Ngunit hindi gaanong ang paggamit ng konseptong ito ang mahalaga, kundi ang pisikal na phenomena na ipinapahiwatig nito. Ngunit bago tumungo sa pangunahing bahagi ng ating kuwento, mag-fast forward tayo sa ikalabinsiyam na siglo, nang si Svante Arrhenius at Wilhelm Ostwald ay bumalangkas ng teorya ng electrolytic dissociation.
Kasaysayan
Ang pag-aaral ng mga solusyon at solubility ay nagsisimula sa pisikal na teorya ng dissociation. Ito ay ang pinakamadaling maunawaan, ngunit masyadong primitive at coincides sa katotohanan lamang sa ilang mga sandali. Ang kakanyahan ng teoryang ito ay ang solute, na pumapasok sa solusyon, ay nabubulok sa mga sisingilin na particle na tinatawag na mga ion. Ang mga particle na ito ang tumutukoy sa mga kemikal na katangian ng solusyon at ilan sa mga pisikal na katangian nito, kabilang ang conductivity at boiling point, melting point at crystallization point.
Pero marami pakumplikadong mga teorya na isinasaalang-alang ang isang solusyon bilang isang sistema kung saan ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa at bumubuo ng tinatawag na solvates - mga ion na napapalibutan ng mga dipoles. Ang isang dipole ay, sa pangkalahatan, isang neutral na molekula, ang mga pole nito ay magkasalungat na sinisingil. Ang dipole ay kadalasang isang solvent na molekula. Pagpasok sa solusyon, ang dissolved substance ay nabubulok sa mga ions, at ang mga dipoles ay naaakit sa isang ion ng magkasalungat na sisingilin na dulo na may paggalang sa kanila, at sa iba pang mga ions ng isa pang magkasalungat na sisingilin na dulo, ayon sa pagkakabanggit. Kaya, nakuha ang mga solvate - mga molekula na may shell ng iba pang mga neutral na molekula.
Ngayon, pag-usapan natin ang kaunti tungkol sa kakanyahan ng mga teorya mismo at tingnang mabuti ang mga ito.
Mga teorya ng solusyon
Ang pagbuo ng naturang mga particle ay maaaring ipaliwanag ang maraming phenomena na hindi mailarawan gamit ang klasikal na teorya ng mga solusyon. Halimbawa, ang thermal effect ng dissolution reaction. Mula sa pananaw ng teoryang Arrhenius, mahirap sabihin kung bakit, kapag ang isang sangkap ay natunaw sa isa pa, ang init ay maaaring masipsip at mailabas. Oo, ang kristal na sala-sala ay nawasak, at samakatuwid ang enerhiya ay maaaring ginugugol at ang solusyon ay lumalamig, o inilabas sa panahon ng pagkabulok dahil sa labis na enerhiya ng mga bono ng kemikal. Ngunit lumalabas na imposibleng ipaliwanag ito mula sa pananaw ng klasikal na teorya, dahil ang mekanismo ng pagkawasak mismo ay nananatiling hindi maunawaan. At kung ilalapat natin ang teorya ng kemikal ng mga solusyon, magiging malinaw na ang mga solvent na molekula, na nakakabit sa mga voids ng sala-sala, ay sinisira ito mula sa loob, na parang "nakakabit"mga ion mula sa isa't isa sa pamamagitan ng isang solvation shell.
Sa susunod na seksyon, titingnan natin kung ano ang solubility at lahat ng nauugnay sa tila simple at madaling maunawaan na dami na ito.
Ang konsepto ng solubility
Purong intuitive na ang solubility ay nagpapahiwatig kung gaano kahusay natutunaw ang isang substance sa isang partikular na solvent. Gayunpaman, karaniwan ay kakaunti ang alam natin tungkol sa likas na katangian ng pagkatunaw ng mga sangkap. Bakit, halimbawa, ang chalk ay hindi natutunaw sa tubig, at table s alt - vice versa? Ang lahat ay tungkol sa lakas ng mga bono sa loob ng molekula. Kung ang mga bono ay malakas, kung gayon dahil dito, ang mga particle na ito ay hindi maaaring maghiwalay sa mga ion, sa gayon ay sinisira ang kristal. Samakatuwid, nananatili itong hindi malulutas.
Ang
Solubility ay isang quantitative na katangian na nagpapakita kung anong proporsyon ng isang solute sa anyo ng mga solvated particle. Ang halaga nito ay depende sa likas na katangian ng solute at solvent. Ang solubility sa tubig para sa iba't ibang mga sangkap ay iba, depende sa mga bono sa pagitan ng mga atomo sa molekula. Ang mga sangkap na may mga covalent bond ay may pinakamababang solubility, habang ang mga may ionic bond ay may pinakamataas.
Ngunit hindi laging posible na maunawaan kung aling solubility ang malaki at alin ang maliit. Samakatuwid, sa susunod na seksyon, tatalakayin natin kung ano ang solubility ng iba't ibang substance sa tubig.
Paghahambing
Maraming likidong solvent sa kalikasan. Mayroong higit pang mga alternatibong sangkap na maaaring magsilbing huling kapag naabot ang ilang mga kundisyon, halimbawa, isang tiyakpinagsama-samang estado. Ito ay nagiging malinaw na kung mangolekta ka ng data sa solubility sa bawat isa ng bawat pares ng "solute - solvent", hindi ito magiging sapat para sa isang kawalang-hanggan, dahil ang mga kumbinasyon ay napakalaki. Samakatuwid, nangyari na sa ating planeta ang tubig ay ang unibersal na solvent at pamantayan. Ginawa nila ito dahil ito ang pinakakaraniwan sa Earth.
Kaya, isang talahanayan ng solubility ng tubig ay pinagsama-sama para sa maraming daan-daan at libu-libong mga sangkap. Nakita na nating lahat ito, ngunit sa isang mas maikli at mas maliwanag na bersyon. Ang mga cell ng talahanayan ay naglalaman ng mga titik na nagsasaad ng isang natutunaw na sangkap, hindi matutunaw o bahagyang natutunaw. Ngunit mayroong mas mataas na dalubhasang mga talahanayan para sa mga seryosong bihasa sa kimika. Isinasaad nito ang eksaktong numerical value ng solubility sa gramo bawat litro ng solusyon.
Ngayon ay bumaling tayo sa teorya ng bagay tulad ng solubility.
Solubility Chemistry
Paano nangyayari ang mismong proseso ng paglusaw, nasuri na namin sa mga nakaraang seksyon. Ngunit paano, halimbawa, isulat ang lahat bilang isang reaksyon? Ang lahat ay hindi gaanong simple dito. Halimbawa, kapag ang isang acid ay natunaw, ang isang hydrogen ion ay tumutugon sa tubig upang bumuo ng isang hydronium ion H3O+. Kaya, para sa HCl, ang equation ng reaksyon ay magiging ganito:
HCl + H2O =H3O+ + Cl-
Ang solubility ng mga asin, depende sa kanilang istraktura, ay tinutukoy din ng kemikal na reaksyon nito. Ang uri ng huli ay depende sa istraktura ng asin atmga bono sa loob ng mga molekula nito.
Naisip namin kung paano graphical na itala ang solubility ng mga asin sa tubig. Ngayon ay oras na para sa praktikal na aplikasyon.
Application
Kung ililista mo ang mga kaso kung kailan kailangan ang halagang ito, kahit isang siglo ay hindi sapat. Sa hindi direktang paggamit nito, maaari mong kalkulahin ang iba pang mga dami na napakahalaga para sa pag-aaral ng anumang solusyon. Kung wala ito, hindi natin malalaman ang eksaktong konsentrasyon ng sangkap, ang aktibidad nito, hindi natin masusuri kung ang gamot ay magpapagaling sa isang tao o papatay (pagkatapos ng lahat, kahit na ang tubig ay nagbabanta sa buhay sa maraming dami).
Bilang karagdagan sa industriya ng kemikal at mga layuning pang-agham, ang pag-unawa sa esensya ng solubility ay kailangan din sa pang-araw-araw na buhay. Sa katunayan, kung minsan ay kinakailangan upang maghanda, halimbawa, isang supersaturated na solusyon ng isang sangkap. Halimbawa, ito ay kinakailangan upang makakuha ng mga kristal ng asin para sa araling-bahay ng isang bata. Dahil alam natin ang solubility ng asin sa tubig, madali nating matukoy kung gaano ito kailangang ibuhos sa isang sisidlan upang magsimula itong mag-precipitate at bumuo ng mga kristal mula sa labis.
Bago natin tapusin ang ating maikling iskursiyon sa chemistry, pag-usapan natin ang ilang konseptong nauugnay sa solubility.
Ano pa ang kawili-wili?
Sa aming opinyon, kung naabot mo na ang seksyong ito, malamang na naunawaan mo na ang solubility ay hindi lamang isang kakaibang dami ng kemikal. Ito ang batayan para sa iba pang mga dami. At kabilang sa mga ito: konsentrasyon, aktibidad, dissociation pare-pareho, pH. At hindi ito kumpletong listahan. Dapat narinig mo kahit isamula sa mga salitang ito. Kung wala ang kaalamang ito tungkol sa likas na katangian ng mga solusyon, ang pag-aaral kung saan nagsimula sa solubility, hindi na natin maiisip ang modernong kimika at pisika. Ano ang physics dito? Minsan ang mga physicist ay nakikitungo din sa mga solusyon, sinusukat ang kanilang conductivity, at ginagamit ang kanilang iba pang mga katangian para sa kanilang sariling mga pangangailangan.
Konklusyon
Sa artikulong ito nakilala natin ang ganitong konsepto ng kemikal bilang solubility. Marahil ito ay lubos na kapaki-pakinabang na impormasyon, dahil karamihan sa atin ay halos hindi nauunawaan ang malalim na diwa ng teorya ng mga solusyon nang walang pagnanais na sumisid sa pag-aaral nito nang detalyado. Sa anumang kaso, ito ay lubhang kapaki-pakinabang upang sanayin ang iyong utak sa pamamagitan ng pag-aaral ng bago. Pagkatapos ng lahat, ang isang tao ay dapat "mag-aral, mag-aral at mag-aral muli" sa buong buhay niya.
