Løselighet er hva?

Kjemi er en interessant og ganske komplisert vitenskap. Dens vilkår og begreper kommer overfor oss i hverdagen, og det er ikke alltid intuitivt klart hva de mener og hva deres mening er. Et slikt konsept er løselighet. Dette begrepet er mye brukt i teorien om løsninger, og i hverdagen blir vi konfrontert med bruken fordi de er omgitt av disse svært løsningene. Men det er ikke så mye selve bruken av dette konseptet som de fysiske fenomenene som det betyr. Men før vi går videre til hoveddelen av vår fortelling, går vi videre til det nittende århundre, da Svante Arrhenius og Wilhelm Ostwald formulerte teorien om elektrolytisk dissosiasjon.

historien

Undersøkelsen av løsninger og oppløselighet begynner med den fysiske dissosiasjonsteorien. Det er det enkleste å forstå, men for primitivt og bare i øyeblikk sammenfallende med virkeligheten. Essensen av denne teorien er at den oppløste substansen, som faller inn i løsningen, dekomponerer til ladede partikler, kalt ioner. Det er disse partiklene som bestemmer løsningens kjemiske egenskaper og noen av dens fysiske egenskaper, inkludert ledningsevne og kokepunkt, smelting og krystallisering.

Imidlertid er det flere komplekse teorier som anser løsningen som et system, partiklene som samhandler med hverandre og danner de såkalte solvater - ioner omgitt av dipoler. Dipolen er som en helhet et nøytralt molekyl, hvor polene er forskjellige ladet. Dipolem er oftest et løsningsmiddelmolekyl. Å komme inn i løsningen bryter oppløsningen opp i ioner, og dipolene tiltrekkes til en ion med en annen ende lastet med hensyn til dem, og til andre ioner - henholdsvis ved den andre enden av ladningen, ladet med hensyn til dem. Dermed oppnås solvater - molekyler med et skall av andre neutrale molekyler.

La oss nå snakke litt om essensen av teoriene selv og se på dem nøye.

Løsningsteori

Dannelsen av slike partikler kan forklare en rekke fenomener som ikke kan beskrives ved den klassiske løsningensteori. For eksempel, den termiske effekten av oppløsningsreaksjonen. Fra Arrhenius-teorien er det vanskelig å si hvorfor, når det oppløses ett stoff i en annen, kan varmen absorberes og frigjøres. Ja, krystallgitteret er ødelagt, og derfor blir energien enten brukt og løsningen avkjøles, eller frigjøres i forfall på grunn av overskuddsenergien til de kjemiske bindingene. Men for å forklare dette fra det klassiske teoris synspunkt er det umulig, siden selve ødeleggelsesmekanismen forblir uforståelig. Og hvis du bruker den kjemiske teorien om løsninger, blir det klart at løsningsmiddelets molekyler, kile inn i gitterets hulrom, ødelegger det fra innsiden, som om "skjerming" av ioner fra hverandre med et solvatskall.

I neste avsnitt vil vi vurdere hva som er løselighet og alt relatert til denne tilsynelatende enkle og intuitive figuren.

Konseptet om løselighet

Det er rent intuitivt klart at løseligheten viser hvor godt et bestemt stoff oppløses i et gitt bestemt løsningsmiddel. Imidlertid vet vi svært lite om naturen av oppløsning av stoffer. Hvorfor løsner krittet ikke i vann og bordsalt - tvert imot? Det handler om styrken av bindingene i molekylet. Hvis bindingene er sterke, da kan disse partiklene ikke dissociere i ioner, og dermed ødelegge krystallet. Derfor forblir det uoppløselig.

Løselighet er en kvantitativ egenskap som viser hvor mye av det oppløste stoffet er i form av solvatiserte partikler. Dens verdi avhenger av innholdet av det oppløste stoffet og løsningsmidlet. Oppløseligheten i vann for forskjellige stoffer er forskjellig, avhengig av bindingene mellom atomene i molekylet. Stoffer med kovalente bindinger har den laveste oppløseligheten, mens de med ioniske bindinger har den høyeste oppløseligheten.

Men det er ikke alltid mulig å forstå hvilken løselighet som er stor og som er liten. Derfor vil vi i neste avsnitt diskutere hva som er oppløseligheten av forskjellige stoffer i vann.

sammenligning

I naturen er det mange væskeoppløsningsmidler. Enda mer er det alternative stoffer som kan tjene som de siste når visse forhold er nådd, for eksempel en viss aggregatstat. Det blir klart at hvis vi samler data om løseligheten i hverandre av "oppløst stoff-løsningsmiddel" -paret, vil det ikke være nok for en evighet, fordi kombinasjonene gir et stort antall. Derfor skjedde det slik at universell løsemiddel og standard på vår planet er vann. De gjorde det fordi det er den vanligste på jorden.

Således ble det opprettet et bord av vannoppløselighet for mange hundre og tusenvis av stoffer. Vi så det hele, men i en kortere og forståelig versjon. I cellene på bordet skrives innskrevne bokstaver som betegner en oppløselig substans, uoppløselig eller lite løselig. Men det er mer smal spesialiserte tabeller for de som er seriøse om kjemi. Det er indikert den nøyaktige tallverdien av løselighet i gram per liter løsning.

La oss nå vende om teorien om et slikt konsept som løselighet.

Kjemisk oppløselighet

Hvordan oppløsningen i seg selv foregår, har vi allerede demontert de forrige avsnittene. Men hvordan, for eksempel, å skrive alt dette i form av en reaksjon? Her er alt ikke så enkelt. For eksempel, når syren oppløses, virker hydrogenjonen med vann for å danne hydroksoniumionet H30O ⁺ . For HCl vil således reaksjonsligningen se slik ut:

HCl + H20 = H3O ⁺ + Cl ^-

Oppløseligheten av salter, avhengig av deres struktur, bestemmes også av deres kjemiske reaksjon. Utseendet til sistnevnte avhenger av strukturen av saltet og bindingene i dets molekyler.

Vi har funnet ut hvordan du kan skrive grafisk oppløseligheten av salter i vann. Nå er det på tide for praktisk bruk.

søknad

Hvis vi lister tilfellene når denne mengden er nødvendig, vil det ikke være nok tid. Indirekte kan det brukes til å beregne andre mengder som er svært viktige for studien av enhver løsning. Uten det kunne vi ikke vite nøyaktig konsentrasjon av stoffet, dets aktivitet, kunne ikke vurdere om medisinen kurerer en person eller dreper (faktisk i store mengder, selv vann er farlig for livet).

I tillegg til kjemisk industri og vitenskapelige formål er det også nødvendig å forstå essensen av løselighet i hverdagen. Tross alt er det nødvendig å forberede, si en overmettet løsning av et stoff. For eksempel er det nødvendig å oppnå saltkrystaller for et barns lekser. Å vite saltets oppløselighet i vann, kan vi enkelt bestemme hvor mye det trenger å sovne i et fartøy, slik at det begynner å utfelle og danne krystaller fra en overflod.

Før vi fullfører vår korte ekskursjon i kjemi, la oss snakke om flere konsepter som støter opp til løseligheten.

Hva annet er interessant?

Etter vår mening, hvis du har nådd denne delen, har du sannsynligvis allerede forstått at løseligheten ikke bare er en merkelig kjemisk mengde. Det er grunnlaget for andre mengder. Og blant dem: konsentrasjon, aktivitet, dissosiasjonskonstant, pH. Og dette er ikke en komplett liste. Du må ha hørt minst ett av disse ordene. Uten denne kunnskapen om løsningenes natur, hvor studien begynte med løselighet, kan vi ikke lenger forestille oss moderne kjemi og fysikk. Hva betyr fysikk? Noen ganger behandler fysikere også løsninger, måler ledningsevnen og bruker sine andre egenskaper for sine egne behov.

konklusjon

I denne artikkelen har vi blitt kjent med et slikt kjemisk konsept som løselighet. Dette var sannsynligvis ganske nyttig informasjon, siden de fleste av oss nesten ikke forestiller seg den dype essensen av løsningsteorien, uten å ønske å stikke i detalj i studien. I alle fall er det veldig nyttig å trene hjernen din, lære noe nytt. Tross alt må en person "studere, lære og studere igjen".