Шта је растворљивост?

Хемија је занимљива и прилично сложена наука. Његови појмови и концепције налазимо у свакодневном животу, и није увијек интуитивно јасно шта они значе и какво је њихово значење. Један такав концепт је растворљивост. Овај израз се широко користи у теорији решења, ау свакодневном животу смо суочени са његовом употребом јер су окружени овим самим решењима. Али то није толико употреба овог концепта као физичког феномена који то значи. Али прије него што пређемо на главни део нашег наратива, прелазимо на деветнаестог века, када су Сванте Аррениус и Вилхелм Оствалд формулисали теорију електролитичке дисоцијације.

Историја

Истраживање раствора и растворљивост почиње са физичком теоријом дисоцијације. Најједноставније је разумјети, али превише примитиван и само у тренуцима поклапа се са стварношћу. Суштина ове теорије је да се растворена супстанца, која пада у раствор, распада у наелектрисане честице, зване јони. Те честице одређују хемијске особине раствора и неке његове физичке карактеристике, укључујући проводљивост и тачку кључања, топљење и кристализацију.

Међутим, постоје сложене теорије које разматрају решење као систем, честице у којима се међусобно комуницирају и формирају тзв. Солватне јоне окружене диполама. Дипол је, у целини, неутралан молекул, чији су полови различито напуњени. Диполем је најчешће молекул растварача. Када се уђе у раствор, растворена супстанца се разбија у јоне, а диполе привлаче један јон другим различитим крајем који су напуњени у односу на њих, и другим јонима - респективно, другим крајом пуњења, напуњеним према њима. Тако се добијају солвати - молекули са љуском других неутралних молекула.

Сада да мало причамо о суштини теорија и пажљиво их погледамо.

Теорија решења

Формирање таквих честица може објаснити различите феномене које се не могу описати класичном теоријом рјешења. На пример, топлотни ефекат реакције растварања. Са положаја Аррхениус теорије, тешко је рећи зашто, када растворимо једну супстанцу у другом, топлота се може апсорбирати и ослободити. Да, кристална решетка је уништена и стога се енергија или троши и раствор се охлади или се испусти у распадању због вишка енергије хемијских веза. Међутим, то је објашњено са становишта класичне теорије немогуће, с обзиром да сам механизам уништења остаје неразумљив. И ако примените хемијску теорију раствора, постаје јасно да молекули растварача, удружујући у шупљине решетке, уништавају га изнутра, као да "штите" ионе једни од других са солватном шкољком.

У следећем одељку ћемо размотрити шта је растворљивост и све што се тиче ове наизглед једноставне и интуитивне фигуре.

Концепт растворљивости

Чисто интуитивно је јасно да растворност показује колико добро одређена супстанца раствара у датом одређеном растварачу. Међутим, врло мало знамо о природи растварања супстанци. Зашто, на пример, да ли се креда не раствара у води, а столна со - напротив? Све је у вези снаге веза унутар молекула. Ако су везе јаке, онда због тога се ове честице не могу одвојити у јоне, чиме уништавају кристал. Због тога остаје нерастворљив.

Растворљивост је квантитативна карактеристика која показује колико је растворене супстанце у облику солватних честица. Његова вредност зависи од природе растворене супстанце и растварача. Растворљивост у води за различите супстанце је различита, у зависности од веза између атома у молекулу. Супстанце са ковалентним везама имају најмању растворљивост, док оне са јонским везама имају највећу растворљивост.

Али није увек могуће разумјети која је растворљивост велика и која је мала. Зато ћемо у следећем одељку дискутовати о томе која је растворљивост различитих супстанци у води.

Поређење

У природи постоји пуно течних растварача. Још више постоје алтернативне супстанце које могу послужити као последње када се постигну одређени услови, на примјер, одређено агрегатно стање. Постаје јасно да ако сакупљамо податке о растворљивости једни у другом пару "растворене супстанце-растварач", неће бити довољно за вечност, јер комбинације производе велики број. Стога се тако догодило да на нашој планети универзални растварач и стандард је вода. Урадили су то јер је то најчешће на Земљи.

Тако је припремљена табела растворљивости воде за више стотина и хиљада супстанци. Сви смо то видели, али у краћој и разумљивој верзији. У ћелијама стола написана слова означавају растворну супстанцу, нерастворну или слабо растворљиву. Али има више уско специјализованих таблица за оне који су озбиљни у вези са хемијом. Постоји тачна нумеричка вредност растворљивости у грамима по литру раствора.

Сада се обратимо теорији таквог концепта као растворљивости.

Хемија растворљивости

Како се сам процес распуштања одвија, већ смо расклопили претходне одељке. Али како, на пример, да ово све напишемо у виду реакције? Овде све није тако једноставно. На пример, када се киселина раствара, водонични иони ступају у интеракцију са водом како би се формирао хидроксонијум јон Х ₃ О ⁺ . Дакле, за ХЦл, реакциона једначина ће изгледати овако:

ХЦл + Х20 = Х ₃ О ⁺ + Цл ^-

Растворљивост соли, зависно од њихове структуре, такође је одређена њиховом хемијском реакцијом. Појава другог зависи од структуре соли и веза унутар његових молекула.

Смислили смо како графички писати растворљивост соли у води. Сада је вријеме за практичну примену.

Апликација

Ако наведемо случајеве када је ова количина потребна, неће бити довољно времена. Индиректно, може се користити за израчунавање других количина које су веома важне за испитивање било ког решења. Без тога, нисмо могли знати тачну концентрацију супстанце, њена активност није могла процијенити да ли лек лечи лице или убије (заправо је у великим количинама чак и вода опасна за живот).

Поред хемијске индустрије и научних циљева, разумевање суштине растворљивости је такође неопходно у свакодневном животу. На крају крајева, понекад је потребно припремити, рецимо, суперсатурисан раствор супстанце. На пример, неопходно је добити солне кристале за домаћи задатак детета. Познавајући растворљивост соли у води, лако можемо одредити колико треба заспати у суду, тако да почиње да преципити и формира кристале из прекомерне количине.

Пре него што закључимо наш кратак излет у хемију, хајде да разговарамо о неколико концепата који су близу растворљивости.

Шта је још занимљиво?

По нашем мишљењу, ако сте дошли до овог одељка, вероватно сте већ схватили да растворљивост није само чудна хемијска количина. То је основа за друге количине. А међу њима: концентрација, активност, константа дисоцијације, пХ. А ово није потпуна листа. Вероватно сте чули бар једну од ових речи. Без оваквог знања о природи решења, чија је студија почела растворљивост, више не можемо замишљати модерну хемију и физику. Шта значи физика? Понекад се физичари баве и рјешењима, мјеравају њихову проводљивост и користе своја друга својства за своје потребе.

Закључак

У овом чланку упознали смо се са таквим хемијским концептом као растворљивост. Ово је вероватно било прилично корисних информација, јер већина нас тешко замишља дубоку суштину теорије решења, а да нема жеље да детаљно уђе у своје истраживање. У сваком случају, веома је корисно тренирати ваш мозак, научити нешто ново. На крају крајева, особа мора "проучавати, учити и проучавати поново".