Solubilitatea este ce?

Chimia este o știință interesantă și destul de complexă. Termenii și conceptele sale se întâlnesc în viața noastră de zi cu zi și nu este întotdeauna clar clar ce înseamnă ei și ce înseamnă semnificația lor. Un astfel de concept este solubilitatea. Acest termen este folosit pe scară largă în teoria soluțiilor, iar în viața de zi cu zi ne întâlnim cu aplicația, deoarece sunt înconjurați de aceste soluții. Dar ceea ce este important nu este atât utilizarea în sine a acestui concept, cât de multe fenomene fizice,

poveste

Investigarea soluțiilor și a solubilității începe cu teoria fizică a disocierii. Este cel mai simplu de înțeles, dar prea primitiv și numai în momente coincide cu realitatea. Esența acestei teorii este că substanța dizolvată, care intră în soluție, se descompune în particule încărcate, numite ioni. Aceste particule determină proprietățile chimice ale soluției și unele dintre caracteristicile sale fizice, inclusiv conductivitatea și punctul de fierbere, topirea și cristalizarea.

Cu toate acestea, un teorii mai complexe, care consideră sistemul ca o soluție, în care particulele interacționează între ele și formează un așa-numiții solvați - ionii înconjurate de dipoli. Dipolul este, în ansamblul său, o moleculă neutră, a cărei poli este încărcată diferit. Dipolul este cel mai adesea o moleculă de solvent. Odată ajuns în soluție, solutului se dizolvă în ioni și dipoli sunt atrase de ionii încărcați opus, una în raport cu acestea capăt și alți ioni - respectiv alt oppositely încărcat cu privire la sfârșitul acesteia. Astfel, solvații se obțin - molecule cu o coajă de alte molecule neutre.

Acum, să vorbim puțin despre esența teoriilor și să le privim mai îndeaproape.

Teoria soluțiilor

Formarea unor astfel de particule poate explica o varietate de fenomene care nu pot fi descrise de teoria clasică a soluțiilor. De exemplu, efect de reacție termică dizolvare. Din poziția teoriei lui Arrhenius, este greu de spus de ce, atunci când se dizolvă o substanță în alta, căldura poate fi absorbită și eliberată. Da, rețeaua de cristal este distrusă și, prin urmare, energia este fie consumată, fie soluția este răcită sau este eliberată în decădere din cauza excesului de energie legături chimice. Dar explicarea acestui lucru din punctul de vedere al teoriei clasice este imposibilă, deoarece însăși mecanismul distrugerii rămâne incomprehensibil. Dacă teoria aplicată o soluție chimică, devine clar faptul că moleculele de solvent din cavitățile împănare grilele, distruge în interiorul său, ca shell „pentru garduri“ ioni în afară de solvat.

În următoarea secțiune vom analiza ce este solubilitatea și tot ceea ce este legat de această figură aparent simplă și intuitivă.

Conceptul de solubilitate

Este pur intuitiv faptul că solubilitatea arată cât de bine se dizolvă o anumită substanță într-un anumit solvent particular. Cu toate acestea, știm foarte puțin despre natura dizolvării substanțelor. De ce, de exemplu, creta nu se dizolvă în apă și să mănânce sare - dimpotrivă? Este vorba despre forța legăturilor din moleculă. Dacă legăturile sunt puternice, atunci din cauza acestor particule nu se pot disocia în ioni, distrugând astfel cristalul. Prin urmare, rămâne insolubil.

Solubilitatea este o caracteristică cantitativă care arată cât de mult din substanța dizolvată este sub formă de particule solvatate. Valoarea sa depinde de natura substanței dizolvate și a solventului. Solubilitatea în apă pentru diferite substanțe este diferită, în funcție de legăturile dintre atomii din moleculă. Substanțele cu legături covalente au cea mai mică solubilitate, în timp ce cele cu legături ionice au cea mai mare solubilitate.

Dar nu este întotdeauna posibil să se înțeleagă ce solubilitate este mare și care este mică. Prin urmare, în următoarea secțiune vom discuta despre solubilitatea diferitelor substanțe în apă.

comparație

În natură, există o mulțime de solvenți lichizi. Există și mai multe substanțe alternative care pot dura atunci când sunt atinse anumite condiții, de exemplu, o anumită stare agregată. Este clar că, în cazul în care datele sunt colectate în solubilitate într-un alt fiecare pereche „substanță dizolvată - solvent“ nu este de ajuns pentru eternitate, pentru că se pare că un număr foarte mare de combinații. Prin urmare, sa întâmplat că pe planeta noastră solventul universal și standardul este apa. Ei au făcut-o pentru că este cea mai comună pe Pământ.

Astfel, a fost compilat un tabel de solubilitate în apă pentru multe sute și mii de substanțe. Cu toții am văzut-o, dar într-o versiune mai scurtă și mai ușor de înțeles. În celulele din tabel sunt inscripționate litere care denotă o substanță solubilă, insolubilă sau puțin solubilă. Dar sunt mai multe tabele specializate pentru cei care sunt seriosi in domeniul chimiei. Aici este indicată valoarea numerică exactă a solubilității în grame pe litru de soluție.

Acum, să ne întoarcem la teoria unui astfel de concept ca solubilitatea.

Chimia de solubilitate

Pe măsură ce procesul de dizolvare în sine are loc, am analizat deja în secțiunile anterioare. Dar cum, de exemplu, să scriem toate acestea sub forma unei reacții? Aici totul nu este atât de simplu. De exemplu, atunci când acidul se dizolvă, ionul de hidrogen reacționează cu apă pentru a forma ionul hidroxoniu H₃O⁺. Astfel, pentru HCl, ecuația de reacție va arăta astfel:

HCI + H₂O= H₃O⁺ + CI^-

Solubilitatea sărurilor, în funcție de structura lor, este de asemenea determinată de reacția lor chimică. Apariția acestuia din urmă depinde de structura sării și de legăturile din cadrul moleculelor sale.

Am dat seama cum să scrieți solubilitatea sare grafic în apă. Acum este timpul pentru aplicații practice.

cerere

Dacă doriți să enumerați cazurile în care această cantitate este necesară, nu va mai fi suficient timp. Indirect, acesta poate fi folosit pentru a calcula alte cantități care sunt foarte importante pentru studiul oricărei soluții. Fără ea nu am putea cunoaște concentrația exactă a substanței, activitatea sa nu este în măsură să evalueze dacă medicamentul va vindeca sau ucide o persoană (chiar și apa este nesigur de a trăi în cantități mari).

În plus față de industria chimică și în scopuri științifice, înțelegerea esenței solubilității este, de asemenea, necesară în viața de zi cu zi. La urma urmei, uneori este necesară pregătirea, de exemplu, a unei soluții suprasaturate a unei substanțe. De exemplu, este necesar să se obțină cristale de sare pentru temele copilului. Cunoscând solubilitatea sării în apă, putem determina cu ușurință cât de mult este necesar pentru a umple într-un vas, ea începe să se precipite și cristale în forma de supraabundența.

Înainte de a încheia scurta noastră excursie în chimie, să vorbim despre mai multe concepte care sunt adiacente solubilității.

Ce altceva este interesant?

După părerea noastră, dacă ați ajuns la această secțiune, probabil că ați înțeles deja că solubilitatea nu este doar o cantitate chimică ciudată. Este baza pentru alte cantități. Și printre ei: concentrare, activitate, constanta de disociere, pH. Și aceasta nu este o listă completă. Probabil ați auzit cel puțin unul dintre aceste cuvinte. Fără această cunoaștere a naturii soluțiilor, ale căror studii au început cu solubilitate, nu ne mai putem imagina chimia modernă și fizica. Ce înseamnă fizica? Uneori, fizicienii se ocupă și de soluții, își măsoară conductivitatea și folosesc celelalte proprietăți pentru propriile nevoi.

concluzie

În acest articol ne-am familiarizat cu un astfel de concept chimic ca solubilitatea. Probabil că aceasta a fost o informație destul de utilă, deoarece majoritatea dintre noi nu ne imaginăm esența profundă a teoriei soluțiilor, fără a avea dorința de a se arunca în detaliu în studiul său. În orice caz, este foarte util să-ți antrenezi creierul, învățând ceva nou. La urma urmei, o persoană trebuie să "studieze, să învețe și să studieze din nou".