In die alledaagse lewe kom mense selde suiwer stowwe teë. Die meeste items is mengsels van stowwe.
'n Oplossing is 'n homogene mengsel waarin die komponente eweredig gemeng is. Daar is verskeie tipes volgens deeltjiegrootte: growwe stelsels, molekulêre oplossings en kolloïdale stelsels, wat dikwels sols genoem word. Hierdie artikel handel oor molekulêre (of ware) oplossings. Die oplosbaarheid van stowwe in water is een van die hooftoestande wat die vorming van verbindings beïnvloed.
Oplosbaarheid van stowwe: wat is dit en hoekom is dit nodig
Om hierdie onderwerp te verstaan, moet jy weet wat oplossings en oplosbaarheid van stowwe is. In eenvoudige terme is dit die vermoë van 'n stof om met 'n ander te kombineer en 'n homogene mengsel te vorm. Vanuit 'n wetenskaplike oogpunt kan 'n meer komplekse definisie oorweeg word. Die oplosbaarheid van stowwe is hul vermoë om homogene (of heterogene) samestellings te vorm met een of meer stowwe met 'n verspreide verspreiding van komponente. Daar is verskeie klasse stowwe en verbindings:
- instant;
- swak oplosbaar;
- onoplosbaar.
Wat die maatstaf van die oplosbaarheid van 'n stof sê
Die inhoud van 'n stof in 'n versadigde mengsel is 'n maatstaf van die oplosbaarheid daarvan. Soos hierbo genoem, is dit vir alle stowwe anders. Oplosbaar is dié wat meer as 10g van hulself in 100g water kan verdun. Die tweede kategorie is minder as 1 g onder dieselfde toestande. Feitlik onoplosbaar is dié in die mengsel waarvan minder as 0,01 g van die komponent deurgaan. In hierdie geval kan die stof nie sy molekules na water oordra nie.
Wat is die oplosbaarheidskoëffisiënt
Die oplosbaarheidskoëffisiënt (k) is 'n aanduiding van die maksimum massa van 'n stof (g) wat in 100 g water of 'n ander stof verdun kan word.
Oplosmiddels
Hierdie proses behels 'n oplosmiddel en 'n opgeloste stof. Die eerste een verskil deurdat dit aanvanklik in dieselfde toestand van aggregasie is as die finale mengsel. As 'n reël word dit in groter hoeveelhede geneem.
Baie mense weet egter dat water 'n spesiale plek in chemie inneem. Daar is aparte reëls daarvoor. 'n Oplossing waarin H2O teenwoordig is, word 'n waterige oplossing genoem. Wanneer oor hulle gepraat word, is die vloeistof 'n ekstraksiemiddel, selfs al is dit in 'n kleiner hoeveelheid. 'n Voorbeeld is 'n 80% oplossing van salpetersuur in water. Die verhoudings hier is nie gelyk nie Alhoewel die proporsie water minder as die suur is, is dit verkeerd om die stof 'n 20% oplossing van water in salpetersuur te noem.
Daar is mengsels wat nie H2O het nie. Hulle sal die naam dranie-waterig. Sulke elektrolietoplossings is ioniese geleiers. Hulle bevat enkelvoudige of mengsels van ekstraksiemiddels. Hulle is saamgestel uit ione en molekules. Hulle word gebruik in nywerhede soos medisyne, die vervaardiging van huishoudelike chemikalieë, skoonheidsmiddels en ander gebiede. Hulle kan verskeie gewenste stowwe met verskillende oplosbaarheid kombineer. Die komponente van baie produkte wat ekstern toegedien word, is hidrofobies. Met ander woorde, hulle werk nie goed met water nie. In sulke mengsels kan die oplosmiddels vlugtig, nie-vlugtig of gekombineer wees. Organiese stowwe los in die eerste geval vette goed op. Die vlugtige stowwe sluit alkohole, koolwaterstowwe, aldehiede en ander in. Hulle word dikwels in huishoudelike chemikalieë ingesluit. Nie-vlugtige word meestal gebruik vir die vervaardiging van salf. Dit is vetterige olies, vloeibare paraffien, gliserien en ander. Gekombineer is 'n mengsel van vlugtige en nie-vlugtige, byvoorbeeld, etanol met gliserien, gliserien met dimexied. Hulle kan ook water bevat.
Soorte oplossings volgens versadigingsgraad
'n Versadigde oplossing is 'n mengsel van chemikalieë wat die maksimum konsentrasie van een stof in 'n oplosmiddel by 'n sekere temperatuur bevat. Dit sal nie verder broei nie. By die bereiding van 'n vaste stof is neerslag waarneembaar, wat in dinamiese ewewig daarmee is. Hierdie konsep beteken 'n toestand wat betyds voortduur as gevolg van sy vloei gelyktydig in twee teenoorgestelde rigtings (vorentoe en terugwaartse reaksies) teen dieselfde spoed.
As die stofby 'n konstante temperatuur kan steeds ontbind, dan is hierdie oplossing onversadig. Hulle is stabiel. Maar as jy aanhou om 'n stof by hulle te voeg, dan sal dit in water (of ander vloeistof) verdun word totdat dit sy maksimum konsentrasie bereik.
Nog 'n kyk - oorversadig. Dit bevat meer opgeloste stof as wat by 'n konstante temperatuur kan wees. As gevolg van die feit dat hulle in onstabiele ewewig is, veroorsaak fisiese impak op hulle kristallisasie.
Hoe onderskei jy 'n versadigde oplossing van 'n onversadigde een?
Dit is maklik genoeg om te doen. As die stof 'n vaste stof is, kan 'n neerslag in 'n versadigde oplossing gesien word. In hierdie geval kan die ekstraksiemiddel verdik, soos byvoorbeeld in 'n versadigde samestelling, water waarby suiker gevoeg is.
Maar as jy die toestande verander, verhoog die temperatuur, dan sal dit nie meer oorweeg word nie. versadig, aangesien by 'n hoër temperatuur die maksimum konsentrasie van hierdie stof anders sal wees.
Teorieë van interaksie van komponente van oplossings
Daar is drie teorieë oor die interaksie van elemente in 'n mengsel: fisies, chemies en modern. Die skrywers van die eerste een is Svante August Arrhenius en Wilhelm Friedrich Ostwald. Hulle het aanvaar dat, as gevolg van diffusie, die deeltjies van die oplosmiddel en die opgeloste stof eweredig deur die volume van die mengsel versprei is, maar daar was geen interaksie tussen hulle nie. Die chemiese teorie wat deur Dmitri Ivanovich Mendeleev voorgehou is, is die teenoorgestelde daarvan. Volgens dit, as gevolg van chemiese interaksie tussen hulle, onstabielverbindings van konstante of veranderlike samestelling, wat solvate genoem word.
Tans word die verenigde teorie van Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky en Ivan Alekseevich Kablukov gebruik. Dit kombineer fisies en chemies. Die moderne teorie sê dat in die oplossing is daar beide nie-interaksie deeltjies van stowwe en die produkte van hul interaksie - solvate, die bestaan waarvan Mendeleev bewys het. In die geval wanneer die ekstraksiemiddel water is, word dit hidrate genoem. Die verskynsel waarin solvate (hidrate) gevorm word, word solvasie (hidrasie) genoem. Dit beïnvloed alle fisiese en chemiese prosesse en verander die eienskappe van die molekules in die mengsel. Solvasie vind plaas as gevolg van die feit dat die solvasiedop, bestaande uit molekules van die ekstraksiemiddel wat nou daarmee geassosieer word, die opgeloste stofmolekule omring.
Faktore wat die oplosbaarheid van stowwe beïnvloed
Chemiese samestelling van stowwe. Die reël "soos lok soos" is ook van toepassing op reagense. Stowwe wat soortgelyk is in fisiese en chemiese eienskappe kan onderling vinniger oplos. Byvoorbeeld, nie-polêre verbindings werk goed met nie-polêre verbindings. Stowwe met polêre molekules of 'n ioniese struktuur word verdun in polêres, byvoorbeeld in water. Soute, alkalieë en ander komponente ontbind daarin, terwyl nie-polêre komponente die teenoorgestelde doen. 'n Eenvoudige voorbeeld kan gegee word. Om 'n versadigde oplossing van suiker in water voor te berei, word 'n groter hoeveelheid stof benodig as in die geval van sout. Wat beteken dit? Eenvoudig gestel, jy kan baie meer teelsuiker in water as sout.
Temperatuur. Om die oplosbaarheid van vaste stowwe in vloeistowwe te verhoog, moet jy die temperatuur van die ekstraksiemiddel verhoog (werk in die meeste gevalle). 'n Voorbeeld kan getoon word. As jy 'n knippie natriumchloried (sout) in koue water sit, sal hierdie proses lank neem. As jy dieselfde doen met 'n warm medium, sal die oplossing baie vinniger wees. Dit word verklaar deur die feit dat as gevolg van 'n toename in temperatuur, kinetiese energie toeneem, waarvan 'n aansienlike hoeveelheid dikwels bestee word aan die vernietiging van bindings tussen molekules en ione van 'n vaste stof. Wanneer die temperatuur egter styg in die geval van litium-, magnesium-, aluminium- en alkalisoute, neem hul oplosbaarheid af.
Druk. Hierdie faktor beïnvloed slegs gasse. Hul oplosbaarheid neem toe met toenemende druk. Die volume gasse word immers verminder.
Verander ontbindingskoers
Moenie hierdie aanwyser met oplosbaarheid verwar nie. Verskillende faktore beïnvloed immers die verandering in hierdie twee aanwysers.
Die graad van fragmentasie van die opgeloste stof. Hierdie faktor beïnvloed die oplosbaarheid van vaste stowwe in vloeistowwe. In die hele (klonterige) toestand word die samestelling langer verdun as die een wat in klein stukkies gebreek word. Kom ons neem 'n voorbeeld. 'n Soliede blok sout sal baie langer neem om in water op te los as sout in die vorm van sand.
Roerspoed. Soos bekend kan hierdie proses deur roer gekataliseer word. Die spoed daarvan is ook belangrik, want hoe groter dit is, hoe vinniger sal dit oplos.stof in vloeistof.
Hoekom moet ons die oplosbaarheid van vaste stowwe in water ken?
In die eerste plek is sulke skemas nodig om chemiese vergelykings korrek op te los. In die oplosbaarheidstabel is daar ladings van alle stowwe. Hulle moet bekend wees om die reagense korrek aan te teken en die vergelyking van 'n chemiese reaksie op te stel. Oplosbaarheid in water dui aan of die sout of basis kan dissosieer. Waterige verbindings wat stroom gelei het sterk elektroliete in hul samestelling. Daar is 'n ander tipe. Diegene wat stroom swak gelei word as swak elektroliete beskou. In die eerste geval is die komponente stowwe wat heeltemal in water geïoniseer word. Terwyl swak elektroliete hierdie aanwyser slegs in 'n klein mate toon.
Chemiese reaksievergelykings
Daar is verskeie tipes vergelykings: molekulêr, vol ionies en kort ionies. Trouens, die laaste opsie is 'n verkorte vorm van molekulêre. Dit is die finale antwoord. Die volledige vergelyking bevat die reaktante en produkte van die reaksie. Nou kom die beurt aan die oplosbaarheidstabel van stowwe. Eerstens moet jy kyk of die reaksie haalbaar is, dit wil sê of aan een van die voorwaardes vir die reaksie voldoen word. Daar is net 3 van hulle: die vorming van water, die vrystelling van gas, neerslag. As die eerste twee voorwaardes nie nagekom word nie, moet jy die laaste een nagaan. Om dit te doen, moet jy na die oplosbaarheidstabel kyk en uitvind of daar 'n onoplosbare sout of basis in die reaksieprodukte is. As dit is, dan sal dit die sediment wees. Verder sal die tabel vereis word om die ioniese vergelyking te skryf. Aangesien alle oplosbare soute en basisse sterk elektroliete is,dan sal hulle ontbind in katione en anione. Verder word ongebonde ione verminder, en die vergelyking word in 'n kort vorm geskryf. Voorbeeld:
- K2SO4+BaCl2=BaSO4 ↓+2HCl,
- 2K+2SO4+Ba+2Cl=BaSO4↓+2K+2Cl,
- Ba+SO4=BaSO4↓.
Dus, die oplosbaarheidstabel van stowwe is een van die sleutelvoorwaardes vir die oplossing van ioniese vergelykings.
Gedetailleerde tabel help jou om uit te vind hoeveel komponent jy moet neem om 'n ryk mengsel voor te berei.
Oplosbaarheidstabel
Dit is die gewone onvolledige tabel. Dit is belangrik dat die watertemperatuur hier aangedui word, aangesien dit een van die faktore is wat ons reeds hierbo bespreek het.
Hoe om die oplosbaarheidstabel te gebruik?
Die tabel van oplosbaarheid van stowwe in water is een van die hoofassistente van 'n chemikus. Dit wys hoe verskeie stowwe en verbindings met water in wisselwerking tree. Die oplosbaarheid van vaste stowwe in 'n vloeistof is 'n aanduiding waarsonder baie chemiese manipulasies onmoontlik is.
Die tabel is baie maklik om te gebruik. Katione (positief gelaaide deeltjies) word in die eerste reël geskryf, anione (negatief gelaaide deeltjies) word in die tweede reël geskryf. Die meeste van die tabel word beset deur 'n rooster met sekere simbole in elke sel. Dit is die letters "P", "M", "H" en die tekens "-" en "?".
- "P" - verbinding los op;
- "M" - los 'n bietjie op;
- "H" - los nie op nie;
- "-" - geen verbinding bestaan nie;
- "?" - daar is geen inligting oor die bestaan van die verbinding nie.
Daar is een leë sel in hierdie tabel - dit is water.
Eenvoudige voorbeeld
Nou oor hoe om met sulke materiaal te werk. Gestel jy moet uitvind of sout oplosbaar is in water - MgSo4 (magnesiumsulfaat). Om dit te doen, moet jy die kolom Mg2+ vind en afgaan na die reël SO42-. By hul kruising is die letter P, wat beteken die verbinding is oplosbaar.
Gevolgtrekking
Dus, ons het die vraag na die oplosbaarheid van stowwe in water bestudeer en nie net nie. Sonder twyfel sal hierdie kennis nuttig wees in die verdere studie van chemie. Die oplosbaarheid van stowwe speel immers 'n belangrike rol daar. Dit sal nuttig wees om chemiese vergelykings en verskeie probleme op te los.
