Αληθινή λύση: ορισμός, χαρακτηριστικά, σύνθεση, ιδιότητες, παραδείγματα

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 05:22

Οι λύσεις, καθώς και η διαδικασία σχηματισμού τους, έχουν μεγάλη σημασία στον κόσμο γύρω μας. Το νερό και ο αέρας είναι δύο από τους εκπροσώπους τους, χωρίς τους οποίους η ζωή στη Γη είναι αδύνατη. Τα περισσότερα βιολογικά υγρά σε φυτά και ζώα είναι επίσης διαλύματα. Η διαδικασία της πέψης είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη διάλυση των θρεπτικών συστατικών.

Οποιαδήποτε παραγωγή σχετίζεται με τη χρήση ορισμένων τύπων λύσεων. Χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες κλωστοϋφαντουργίας, τροφίμων, φαρμάκων, μεταλλουργίας, εξόρυξης, πλαστικών και ινών. Γι' αυτό είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τι είναι, να γνωρίζουμε τις ιδιότητες και τα διακριτικά τους χαρακτηριστικά.

Σημεία αληθινών λύσεων

Τα διαλύματα νοούνται ως πολυσυστατικά ομοιογενή συστήματα που σχηματίζονται κατά την κατανομή ενός συστατικού σε ένα άλλο. Ονομάζονται επίσης διασκορπισμένα συστήματα, τα οποία, ανάλογα με το μέγεθος των σωματιδίων που τα σχηματίζουν, χωρίζονται σε κολλοειδή συστήματα, εναιωρήματα και αληθινά διαλύματα.

Στο τελευταίο, τα συστατικά βρίσκονται σε κατάσταση διαχωρισμού σε μόρια, άτομα ή ιόντα. Τέτοια συστήματα μοριακής διασποράς χαρακτηρίζονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• συγγένεια (αλληλεπίδραση);
• αυθορμητισμός της εκπαίδευσης;
• σταθερότητα συγκέντρωσης;
• ομοιογένεια;
• αειφορία.

Με άλλα λόγια, μπορούν να σχηματιστούν εάν υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ των συστατικών, η οποία οδηγεί στον αυθόρμητο διαχωρισμό της ουσίας σε μικροσκοπικά σωματίδια χωρίς εξωτερικές προσπάθειες. Τα διαλύματα που προκύπτουν θα πρέπει να είναι μονοφασικά, δηλαδή να μην υπάρχει διεπαφή μεταξύ των συστατικών μερών. Το τελευταίο σημάδι είναι το πιο σημαντικό, αφού η διαδικασία διάλυσης μπορεί να προχωρήσει αυθόρμητα μόνο εάν είναι ενεργειακά ευνοϊκή για το σύστημα. Σε αυτή την περίπτωση, η ελεύθερη ενέργεια μειώνεται και το σύστημα γίνεται ισορροπία. Λαμβάνοντας υπόψη όλα αυτά τα χαρακτηριστικά, μπορούμε να διατυπώσουμε τον ακόλουθο ορισμό:

Μια αληθινή λύση είναι ένα σταθερό σύστημα ισορροπίας αλληλεπιδρώντων σωματιδίων δύο ή περισσότερων ουσιών, το μέγεθος των οποίων δεν υπερβαίνει τα 10^-7cm, δηλαδή είναι ανάλογα με άτομα, μόρια και ιόντα.

Μία από τις ουσίες είναι ένας διαλύτης (κατά κανόνα, αυτό είναι το συστατικό του οποίου η συγκέντρωση είναι υψηλότερη), και οι υπόλοιπες είναι διαλυμένες ουσίες. Εάν οι αρχικές ουσίες ήταν σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης, τότε ο διαλύτης λαμβάνεται ως αυτός που δεν τον άλλαξε.

Τύποι αληθινών λύσεων

Σύμφωνα με την κατάσταση συσσωμάτωσης, τα διαλύματα είναι υγρά, αέρια και στερεά. Τα υγρά συστήματα είναι τα πιο κοινά και χωρίζονται επίσης σε διάφορους τύπους ανάλογα με την αρχική κατάσταση.διαλυμένη ουσία:

• στερεό σε υγρό, όπως ζάχαρη ή αλάτι στο νερό;
• υγρό σε υγρό, όπως θειικό ή υδροχλωρικό οξύ σε νερό;
• αέριο έως υγρό, όπως οξυγόνο ή διοξείδιο του άνθρακα στο νερό.

Ωστόσο, όχι μόνο το νερό μπορεί να είναι διαλύτης. Και από τη φύση του διαλύτη, όλα τα υγρά διαλύματα χωρίζονται σε υδατικά, εάν οι ουσίες είναι διαλυμένες στο νερό, και σε μη υδατικά, εάν οι ουσίες είναι διαλυμένες σε αιθέρα, αιθανόλη, βενζόλιο κ.λπ.

Σύμφωνα με την ηλεκτρική αγωγιμότητα, τα διαλύματα χωρίζονται σε ηλεκτρολύτες και μη ηλεκτρολύτες. Οι ηλεκτρολύτες είναι ενώσεις με έναν κυρίως ιοντικό κρυσταλλικό δεσμό, οι οποίοι, όταν διασπαστούν σε διάλυμα, σχηματίζουν ιόντα. Όταν διαλύονται, οι μη ηλεκτρολύτες διασπώνται σε άτομα ή μόρια.

Σε αληθινά διαλύματα, δύο αντίθετες διεργασίες συμβαίνουν ταυτόχρονα - η διάλυση μιας ουσίας και η κρυστάλλωσή της. Ανάλογα με τη θέση ισορροπίας στο σύστημα «διαλυμένης ουσίας-διάλυμα», διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι διαλυμάτων:

• κορεσμένο, όταν ο ρυθμός διάλυσης μιας ορισμένης ουσίας είναι ίσος με τον ρυθμό της δικής της κρυστάλλωσης, δηλαδή το διάλυμα βρίσκεται σε ισορροπία με τον διαλύτη;
• ακόρεστα εάν περιέχουν λιγότερη διαλυμένη ουσία από κορεσμένη στην ίδια θερμοκρασία;
• υπερκορεσμένα, τα οποία περιέχουν περίσσεια διαλυμένης ουσίας σε σύγκριση με ένα κορεσμένο, και ένας κρύσταλλος από αυτήν είναι αρκετός για να ξεκινήσει η ενεργή κρυστάλλωση.

Ως ποσοτικήχαρακτηριστικά, που αντικατοπτρίζουν το περιεχόμενο ενός συγκεκριμένου συστατικού σε διαλύματα, χρησιμοποιούν τη συγκέντρωση. Τα διαλύματα με χαμηλή περιεκτικότητα σε διαλυμένη ουσία ονομάζονται αραιωμένα και με υψηλή περιεκτικότητα - συμπυκνωμένα.

Τρόποι έκφρασης συγκέντρωσης

Κλάσμα μάζας (ω) - η μάζα της ουσίας (m_v-va), που αναφέρεται στη μάζα του διαλύματος (m_p-ra). Στην περίπτωση αυτή, η μάζα του διαλύματος λαμβάνεται ως το άθροισμα των μαζών της ουσίας και του διαλύτη (m_p-la).

Μοριακό κλάσμα (N) - ο αριθμός των γραμμομορίων μιας διαλυμένης ουσίας (N_v-va) διαιρεμένος με τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων ουσιών που σχηματίζουν ένα διάλυμα (ΣN).

Μοριακότητα (C_m) - ο αριθμός των mol μιας διαλυμένης ουσίας (N_v-va) διαιρεμένος με τη μάζα του διαλύτη (m r-la_).

Μοριακή συγκέντρωση (C_m) - η μάζα της διαλυμένης ουσίας (m_v-va) αναφέρεται στον όγκο ολόκληρου του διαλύματος (V).

Κανονικότητα, ή ισοδύναμη συγκέντρωση, (C_n) - ο αριθμός των ισοδυνάμων (E) της διαλυμένης ουσίας, που αναφέρεται στον όγκο του διαλύματος.

Τίτλος (T) - η μάζα μιας ουσίας (m _in-va) διαλυμένη σε δεδομένο όγκο διαλύματος.

Κλάσμα όγκου (φ) μιας αέριας ουσίας - ο όγκος της ουσίας (V_v-va) διαιρεμένος με τον όγκο του διαλύματος (V _p-ra).

Ιδιότητες των λύσεων

Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το ζήτημα, τις περισσότερες φορές μιλούν για αραιά διαλύματα μη ηλεκτρολυτών. Αυτό οφείλεται, πρώτον, στο γεγονός ότι ο βαθμός αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωματιδίων τα φέρνει πιο κοντά στα ιδανικά αέρια. Και δεύτερον,Οι ιδιότητές τους οφείλονται στη διασύνδεση όλων των σωματιδίων και είναι ανάλογες με το περιεχόμενο των συστατικών. Τέτοιες ιδιότητες αληθινών λύσεων ονομάζονται συλλογικές. Η τάση ατμών του διαλύτη πάνω στο διάλυμα περιγράφεται από το νόμο του Raoult, ο οποίος δηλώνει ότι η μείωση της πίεσης κορεσμένων ατμών του διαλύτη ΔΡ πάνω από το διάλυμα είναι ευθέως ανάλογη με το μοριακό κλάσμα της διαλυμένης ουσίας (T_{v- va}) και η τάση ατμών πάνω από τον καθαρό διαλύτη (R⁰_r-la):

ΔР=Р^o_r-la∙ T_v-va

Η αύξηση των σημείων βρασμού ΔТк και των σημείων πήξης ΔΤz των διαλυμάτων είναι ευθέως ανάλογη με τις μοριακές συγκεντρώσεις των ουσιών που είναι διαλυμένες σε αυτά С_m:

ΔT_k=E ∙ C_m, όπου E είναι η βουλλιοσκοπική σταθερά;

ΔT_z=K ∙ C_m, όπου K είναι η κρυοσκοπική σταθερά.

Η ωσμωτική πίεση π υπολογίζεται από την εξίσωση:

π=R∙E∙X_v-va / V_r-la, όπου X_v-va είναι το μοριακό κλάσμα της διαλυμένης ουσίας, V_r-la είναι ο όγκος του διαλύτη.

Η σημασία των λύσεων στην καθημερινή ζωή οποιουδήποτε ανθρώπου είναι δύσκολο να υπερεκτιμηθεί. Το φυσικό νερό περιέχει διαλυμένα αέρια - CO₂ και O₂, διάφορα άλατα - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl, κ.λπ. Χωρίς αυτές τις ακαθαρσίες το σώμα θα μπορούσε να διαταράξει το μεταβολισμό νερού-αλατιού και το έργο του καρδιαγγειακού συστήματος. Ένα άλλο παράδειγμα αληθινών διαλυμάτων είναι ένα κράμα μετάλλων. Μπορεί να είναι ορείχαλκος ή χρυσός κοσμήματος, αλλά, το πιο σημαντικό, μετά την ανάμειξηλιωμένα συστατικά και ψύξη του προκύπτοντος διαλύματος, σχηματίζεται μία στερεά φάση. Τα κράματα μετάλλων χρησιμοποιούνται παντού, από μαχαιροπίρουνα μέχρι ηλεκτρονικά.