Soluția adevărată: definiție, atribute, compoziție, proprietăți, exemple

Soluțiile, precum și procesul de formare a acestora, au o mare importanță în lumea din jurul nostru. Apa și aerul sunt doi dintre reprezentanții lor, fără de care viața pe Pământ este imposibilă. Cele mai multe fluide biologice din plante și animale sunt, de asemenea, soluții. Procesul de digestie a alimentelor este indisolubil legat de dizolvarea nutrientilor.

Orice producție este asociată cu utilizarea anumitor tipuri de soluții. Ele sunt utilizate în industria textilă, alimentară, farmaceutică, prelucrarea metalelor, extracția mineralelor, producția de materiale plastice și fibre. De aceea este important să înțelegem ce sunt, să cunoaștem proprietățile și caracteristicile lor distinctive.

Semne de soluții reale

Soluțiile sunt înțelese că înseamnă sisteme omogene multicomponente formate atunci când o componentă este distribuită într-o altă componentă. Acestea sunt numite și sisteme de dispersie care, în funcție de dimensiunile particulelor care le formează, sunt împărțite în sisteme coloidale, suspensii și soluții reale.

În cel de-al doilea, componentele sunt într-o stare de separare în molecule, atomi sau ioni. Pentru astfel de sisteme dispersate molecular, sunt caracteristice următoarele caracteristici:

• afinitate (interacțiune);
• educația spontană;
• constanța concentrației;
• omogenitate;
• stabilitate.

Cu alte cuvinte, se pot forma dacă există o interacțiune între componente, ceea ce duce la separarea spontană a materiei în cele mai mici particule fără a exercita exerciții exterioare. Soluțiile rezultate trebuie să fie una fază, adică nu ar trebui să existe o interfață între părțile componente. Ultima caracteristică este cea mai importantă, deoarece procesul de dizolvare spontană poate fi realizat numai dacă este favorabil din punct de vedere energetic pentru sistem. Aceasta reduce energia liberă și sistemul devine echilibru. Luând în considerare toate aceste caracteristici, putem formula următoarea definiție:

Soluția adevărată este un sistem de echilibru stabil de interacțiune a particulelor a două sau mai multe substanțe, ale căror dimensiuni nu depășesc 10^-7 cm, adică sunt proporționale cu atomii, moleculele și ionii.

Una dintre substanțe este un solvent (de regulă, este componenta a cărei concentrație este mai mare), iar restul - cu substanțe dizolvate. Dacă materiile prime au fost în diferite stări agregate, atunci se presupune că solventul este cel care nu la schimbat.

Tipuri de soluții adevărate

pe stare agregată soluțiile sunt lichide, gazoase și solide. Cele mai frecvente sisteme lichide și sunt, de asemenea, împărțite în mai multe tipuri în funcție de starea inițială a substanței dizolvate:

• solid în lichid, de exemplu, zahăr sau sare în apă;
• lichid în lichid, de exemplu, acid sulfuric sau acid clorhidric în apă;
• gazos în lichid, de exemplu, oxigen sau dioxid de carbon în apă.

Cu toate acestea, solventul nu poate fi numai apă. și prin natura solventului toate soluțiile lichide sunt împărțite în soluții apoase, dacă substanțele sunt dizolvate în apă și neapoase, dacă substanțele sunt dizolvate în eter, etanol, benzen etc.

Pe conductivitatea electrică soluțiile sunt împărțite în electroliți și non-electroliți. Electroliții sunt compuși cu o legătură predominant ionică cristalină, care disociază în soluție pentru a forma ioni. Electroliții se dizolvă în atomi sau molecule când se dizolvă.

În soluții reale, două procese opuse apar simultan: dizolvarea substanței și cristalizarea acesteia. În funcție de din poziția de echilibru în "soluția dizolvată de substanță-soluție", următorul tipuri de soluții:

• saturate, atunci când viteza de dizolvare a unei anumite substanțe este egală cu rata de cristalizare a acesteia, adică soluția este în echilibru cu substanța dizolvată;
• nesaturate, dacă conțin mai puțin dizolvat, comparativ cu saturate la aceeași temperatură;
• suprasaturați, care conțin un exces de substanță dizolvată în comparație cu cea saturată și un cristal este suficient pentru inițierea cristalizării active.

Ca o caracteristică cantitativă care reflectă conținutul unei anumite componente în soluții, concentrare. Soluțiile cu un conținut scăzut de solut se numesc diluate și concentrate înalt.

Modalități de exprimare a concentrației

Fracțiunea de masă (omega-) - masa substanței (m_{în insulele}), raportat la greutatea soluției (m_r-ra). În acest caz, masa soluției este luată ca suma a masei substanței și a solventului (m_p-la).

Fracțiunea molară (N) reprezintă numărul de moli de substanță dizolvată (N_{în insulele}), se referă la numărul total de moli de substanțe care formează o soluție (Sigma-N).

Molalitatea (C._m) este numărul de moli de substanță dizolvată (N_{în insulele}), raportat la masa solventului (m_p-la).

Concentrația molară (C._m) este masa solutului (m_{în insulele}), referindu-se la volumul întregii soluții (V).

Normalitatea sau concentrația echivalentă (C_n) este numărul de echivalenți (E) al substanței dizolvate, raportat la volumul soluției.

Titer (T) este masa substanței (m_{în insulele}), dizolvat într-un volum dat de soluție.

Fracțiunea de volum (φ) a substanței gazoase este volumul substanței (V_{în insulele}), referindu-se la volumul soluției (V_r-ra).

Proprietățile soluțiilor

Având în vedere această întrebare, se vorbește adesea despre soluții diluate de neelectroliți. Acest lucru se datorează, în primul rând, faptului că gradul de interacțiune dintre particule se apropie de gazele ideale. În al doilea rând, proprietățile lor se datorează interconectării tuturor particulelor și sunt proporționale cu conținutul componentelor. Astfel de proprietăți ale soluțiilor reale sunt numite colligative. Presiunea de vapori a solventului deasupra soluției este descrisă de legea lui Raoult, care prevede că o scădere a presiunii saturate a vaporilor de solvent Delta-P deasupra soluției este direct proporțională cu fracția molară a substanței dizolvate (T_{în insulele}) și presiunea de vapori peste un solvent pur (P⁰_p-la):

Delta-P = P^despre_p-la ∙ T_{în insulele}

Punct de fierbere crește Delta-Tc și temperaturile de îngheț Soluțiile Delta-Tz sunt direct proporționale molar dizolvate în ele substanțe C_m:

Delta-T_la = E ∙ C_m, unde E este constanta ebullioscopică;

Delta-T_s = K ∙ C_m, unde K este constanta crioscopică.

Presiunea osmotică pi- se calculeaza prin ecuatia:

pi- = P ∙ E ∙ X_{în insulele} / V_p-la,

unde X_{în insulele} - fracția molară a substanței dizolvate, V_p-la - volumul solventului.

Importanța soluțiilor în viața obișnuită a oricărei persoane este dificil de supraestimat. Apa naturală conține gaze dizolvate - CO₂ și O₂, diverse sare - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl, etc. Dar fără aceste impurități în organism ar putea perturba metabolismul apei si sare si a sistemului cardiovascular .. Un alt exemplu de soluții adevărate este un aliaj de metale. Aceasta poate fi o bijuterie alamă sau aur, dar, mai important, că componentele topite după amestecarea și răcirea soluției rezultată a format o fază solidă. aliaje metalice sunt folosite peste tot, începând cu tacâmuri, la electronice.