Je v přírodě mnoho chemicky čistých látek? Co je mořská voda, mléko, ocelový drát - jednotlivé látky, nebo se skládají z více složek? V našem článku se seznámíme s vlastnostmi roztoků – nejběžnějších fyzikálně-chemických systémů, které mají proměnlivé složení. Mohou obsahovat několik složek. Mléko je tedy organický roztok obsahující vodu, kapky tuku, molekuly bílkovin a minerální soli. Co je řešení a jak jej lze získat? Na tuto a další otázky odpovíme v našem článku.
Použití řešení a jejich role v přírodě
Metabolismus v biogeocenózách probíhá formou interakce sloučenin rozpuštěných ve vodě. Například absorpce půdního roztoku kořeny rostlin, akumulace škrobu v důsledku fotosyntézy v rostlinách, trávicí procesy zvířat a lidí - to vše jsou reakce, které se vyskytují v chemických roztocích. Je nemožné si představit moderní průmyslová odvětví: vesmírný a letecký průmysl, vojenský průmysl, jaderná energetikabez použití slitin - pevné roztoky s jedinečnými technickými vlastnostmi. Několik plynů může také tvořit směsi, které můžeme nazývat roztoky. Například vzduch je fyzikální a chemický systém, který obsahuje složky jako dusík, kyslík, oxid uhličitý atd.
Co je řešení?
Smícháním síranové kyseliny a vody získáme její vodný roztok. Zvažte, z čeho se skládá. Najdeme rozpouštědlo – vodu, rozpuštěnou látku – kyselinu sírovou a produkty jejich vzájemného působení. Patří mezi ně vodíkové kationty, hydrosulfátové a síranové ionty. Složení fyzikálně-chemického systému sestávajícího z rozpouštědla a složek bude záviset nejen na tom, která látka je rozpouštědlem.
Nejběžnějším a nejdůležitějším rozpouštědlem je voda. Velký význam má také povaha rozpuštěných složek. Lze je zhruba rozdělit do tří skupin. Jedná se o prakticky nerozpustné sloučeniny, málo rozpustné a vysoce rozpustné. Poslední skupina je nejdůležitější. Zahrnuje většinu solí, kyselin, zásad, alkoholů, monosacharidů. Špatně rozpustné sloučeniny jsou v přírodě také zcela běžné. Jedná se o sádrovec, dusík, metan, kyslík. Prakticky nerozpustné ve vodě budou kovy, vzácné plyny: argon, helium atd., petrolej, oleje.
Jak kvantifikovat rozpustnost sloučeniny
Koncentrace nasyceného roztoku je nejdůležitější hodnotou, která ukazuje rozpustnost látky. Jejívyjádřeno jako hodnota, která se číselně rovná hmotnosti sloučeniny ve 100 g roztoku. Například dezinfekční léčivý přípravek - salicylový alkohol se prodává v lékárnách ve formě 1% roztoku alkoholu. To znamená, že 100 g roztoku obsahuje 1 gram účinné látky. Jaká je největší hmotnost chloridu sodného, kterou lze při určité teplotě rozpustit ve 100 g rozpouštědla? Odpověď na tuto otázku můžete najít pomocí speciální tabulky křivek rozpustnosti pro pevné sloučeniny. Takže při teplotě 10 ⁰С lze ve 100 g vody rozpustit 38 g kuchyňské soli, při 80 ⁰С - 40 g látky. Jak udělat roztok zředěný? Musíte do něj přidat určité množství vody. Koncentraci fyzikálně-chemického systému je možné zvýšit odpařením roztoku nebo přidáním určité části rozpuštěné sloučeniny.
Typy řešení
Při určité teplotě může být systém v rovnováze s rozpuštěnou sloučeninou ve formě její sraženiny. V tomto případě se mluví o nasyceném roztoku. Jak udělat roztok nasycený? Chcete-li to provést, podívejte se na tabulku rozpustnosti pevných látek. Například stolní sůl o hmotnosti 31 g se vloží do vody o teplotě 20 ° C a normálním tlaku, poté se dobře promíchá. Při dodatečném zahřívání a přivádění další části soli zajišťuje její přebytek tvorbu přesyceného roztoku. Chlazení systému povede k procesu vysrážení krystalů chloridu sodného. Zředěné roztoky budeme nazývat takové roztoky, ve kterých bude koncentrace sloučenin v porovnání s objemem rozpouštědladost malý. Například fyziologický roztok, který je součástí krevní plazmy a používá se v lékařství po chirurgických zákrocích, je 0,9% roztok chloridu sodného.
Mechanismus rozpouštění látky
Po zvážení otázky, co je řešení, pojďme určit, jaké procesy jsou základem jeho vzniku. V jádru fenoménu rozpouštění látek vidíme interakci jak fyzikálních, tak chemických přeměn. Hlavní roli v nich hraje fenomén destrukce chemických vazeb: kovalentních polárních nebo iontových v molekulách rozpuštěné sloučeniny. Fyzikální aspekt rozpadu vazby je vyjádřen v absorpci energie. Dochází také k interakci částic rozpouštědla s molekulami rozpuštěné látky, tzv. solvataci, v případě vodných roztoků – hydrataci. Je doprovázen nejen vznikem nových vazeb, ale také uvolňováním energie.
V našem článku jsme zkoumali otázku, co je řešení, a také jsme zjistili mechanismus vzniku řešení a jejich význam.
