Çözümler ve oluşum süreçleri çevremizdeki dünyada büyük önem taşır. Su ve hava, onsuz Dünya'da yaşamın imkansız olduğu temsilcilerinden ikisidir. Bitkilerdeki ve hayvanlardaki çoğu biyolojik sıvı da çözeltidir. Sindirim süreci, besinlerin çözünmesiyle ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.
Herhangi bir üretim, belirli çözüm türlerinin kullanımıyla ilişkilidir. Tekstil, gıda, ilaç, metal işleme, madencilik, plastik ve elyaf endüstrilerinde kullanılırlar. Bu yüzden ne olduklarını anlamak, özelliklerini ve ayırt edici özelliklerini bilmek önemlidir.
Gerçek çözümlerin işaretleri
Çözümler, bir bileşenin diğerine dağılımı sırasında oluşan çok bileşenli homojen sistemler olarak anlaşılır. Bunlara, onları oluşturan parçacıkların boyutuna bağlı olarak kolloidal sistemler, süspansiyonlar ve gerçek çözümler olarak ayrılan dağınık sistemler de denir.
İkincisinde, bileşenler moleküllere, atomlara veya iyonlara ayrılma durumundadır. Bu tür moleküler dağılmış sistemler aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:
- yakınlık (etkileşim);
- eğitimin kendiliğindenliği;
- konsantrasyonun sabitliği;
- homojenlik;
- sürdürülebilirlik.
Başka bir deyişle, bileşenler arasında, maddenin harici çabalar olmaksızın kendiliğinden küçük parçacıklara ayrılmasına yol açan bir etkileşim varsa oluşabilirler. Ortaya çıkan çözümler tek fazlı olmalı, yani bileşen parçalar arasında arayüz olmamalıdır. Son işaret en önemlisidir, çünkü çözünme süreci ancak sistem için enerjik olarak uygunsa kendiliğinden ilerleyebilir. Bu durumda serbest enerji azalır ve sistem denge haline gelir. Tüm bu özellikleri dikkate alarak şu tanımı formüle edebiliriz:
Gerçek bir çözüm, boyutları 10-7cm'yi geçmeyen, yani bunlar orantılı olan iki veya daha fazla maddenin etkileşen parçacıklarının kararlı bir denge sistemidir. atomlar, moleküller ve iyonlarla.
Maddelerden biri çözücüdür (kural olarak, konsantrasyonu daha yüksek olan bileşendir) ve geri kalanı çözünendir. Orijinal maddeler farklı kümelenme durumlarındaysa, çözücü onu değiştirmeyen olarak alınır.
Gerçek çözüm türleri
Toplanma durumuna göre çözeltiler sıvı, gaz ve katıdır. Sıvı sistemler en yaygın olanıdır ve ayrıca başlangıç durumuna bağlı olarak birkaç türe ayrılırlar.çözünen:
- suda şeker veya tuz gibi sıvı içinde katı;
- suda sülfürik veya hidroklorik asit gibi sıvı içinde sıvı;
- sudaki oksijen veya karbondioksit gibi gazdan sıvıya.
Ancak, yalnızca su çözücü olamaz. Ve çözücünün doğası gereği, maddeler suda çözülürse tüm sıvı çözeltiler sulu ve maddeler eter, etanol, benzen vb. içinde çözülürse susuz olarak ayrılır.
Elektrik iletkenliğine göre çözeltiler elektrolitler ve elektrolit olmayanlar olarak ikiye ayrılır. Elektrolitler, çözelti içinde ayrıştıklarında iyonlar oluşturan, ağırlıklı olarak iyonik kristalli bağa sahip bileşiklerdir. Çözündüğünde, elektrolit olmayanlar atomlara veya moleküllere parçalanır.
Gerçek çözümlerde, aynı anda iki zıt süreç gerçekleşir - bir maddenin çözünmesi ve kristalleşmesi. "Çözünür-çözelti" sistemindeki denge konumuna bağlı olarak, aşağıdaki çözüm türleri ayırt edilir:
- doymuş, belirli bir maddenin çözünme hızı kendi kristalleşme hızına eşit olduğunda, yani çözelti çözücü ile dengede olduğunda;
- aynı sıcaklıkta doymuştan daha az çözünen içeriyorsa doymamış;
- doymuş olana kıyasla fazla miktarda çözünen içeren ve bunun bir kristali aktif kristalleşmeyi başlatmak için yeterli olan aşırı doymuş.
Niceliksel olarakçözeltilerdeki belirli bir bileşenin içeriğini yansıtan özellikler, konsantrasyonu kullanır. Çözünen içeriği düşük olan çözeltilere seyreltik ve yüksek içerikli - konsantre denir.
Konsantrasyon İfade Etmenin Yolları
Kütle kesri (ω) - maddenin kütlesi (mv-va), çözeltinin kütlesine atıfta bulunulur (mp-ra). Bu durumda çözeltinin kütlesi madde ve çözücünün kütlelerinin toplamı olarak alınır (mp-la).
Mole kesri (N) - bir çözünenin mol sayısının (Nv-va) bir çözelti oluşturan maddelerin toplam mol sayısına bölümü (ΣN).
Molalite (Cm) - bir çözünen maddenin (Nv-va) mol sayısının çözücünün kütlesine bölümü (m r-la).
Molar konsantrasyon (Cm) - çözünenin kütlesi (mv-va) tüm çözeltinin hacmine atıfta bulunur (V).
Normallik veya eşdeğer konsantrasyon, (Cn) - çözeltinin hacmine atıfta bulunulan çözünenin eşdeğerlerinin (E) sayısı.
Titer (T) - belirli bir çözelti hacminde çözünen bir maddenin kütlesi (m in-va).
Gaz halindeki bir maddenin hacim oranı (ϕ) - maddenin hacminin (Vv-va) çözeltinin hacmine bölümü (V p-ra).
Çözümlerin özellikleri
Bu konuyu göz önünde bulundurarak, çoğu zaman elektrolit olmayan seyreltik çözeltilerden bahsederler. Bunun nedeni, ilk olarak, parçacıklar arasındaki etkileşim derecesinin onları ideal gazlara yaklaştırmasıdır. Ve ikinci olarak,özellikleri, tüm parçacıkların birbirine bağlılığından kaynaklanır ve bileşenlerin içeriği ile orantılıdır. Gerçek çözümlerin bu tür özelliklerine kolligatif denir. Çözelti üzerindeki çözücünün buhar basıncı, çözücünün çözelti üzerindeki doymuş buhar basıncındaki ΔP azalmasının, çözünenin molar fraksiyonu ile doğru orantılı olduğunu belirten Raoult yasası ile tanımlanır (Tv- va) ve saf çözücü üzerindeki buhar basıncı (R0r-la):
ΔР=Рor-la∙ Tv-va
Çözeltilerin kaynama noktalarındaki ΔТк ve donma noktalarındaki ΔТз artış, içinde çözünen maddelerin molar konsantrasyonları ile doğru orantılıdır Сm:
ΔTk=E ∙ Cm, burada E ebulliyoskopik sabittir;
ΔTz=K ∙ Cm, burada K kriyoskopik sabittir.
Osmotik basınç π şu denklemle hesaplanır:
π=R∙E∙Xv-va / Vr-la, burada Xv-va çözünenin molar kesridir, Vr-la çözücünün hacmidir.
Çözümlerin herhangi bir kişinin günlük yaşamındaki önemini abartmak zordur. Doğal su çözünmüş gazlar içerir - CO2 ve O2, çeşitli tuzlar - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl, vb. vücut su-tuz metabolizmasını ve kardiyovasküler sistemin çalışmasını bozabilir. Gerçek çözümlerin bir başka örneği, bir metal alaşımıdır. Pirinç veya mücevher altın olabilir, ancak en önemlisi karıştırıldıktan sonraerimiş bileşenler ve elde edilen çözeltinin soğutulması, bir katı faz oluşur. Metal alaşımlar, çatal bıçak takımından elektroniğe kadar her yerde kullanılmaktadır.
