Ano ang solubility?

Ang kimika ay isang kawili-wili at sa halip kumplikado agham. Ang mga tuntunin at konsepto nito ay nakasalalay sa atin sa pang-araw-araw na buhay, at hindi laging maliwanag kung ano ang ibig sabihin nito at kung ano ang kahulugan nito. Ang isang ganoong konsepto ay solubility. Ang terminong ito ay malawakang ginagamit sa teorya ng mga solusyon, at sa pang-araw-araw na buhay ay napupunta namin ang application nito dahil napapalibutan sila ng mga solusyon na ito. Ngunit hindi gaanong ginagamit ang konsepto na ito bilang pisikal na phenomena na ang ibig sabihin nito. Ngunit bago magpatuloy sa pangunahing bahagi ng aming salaysay, lumilipat tayo hanggang sa ikalabinsiyam na siglo, nang binuo ng Svante Arrhenius at Wilhelm Ostwald ang teorya ng electrolytic dissociation.

Kasaysayan

Ang pagsisiyasat ng mga solusyon at solubility ay nagsisimula sa pisikal na teorya ng paghihiwalay. Ito ay ang pinakasimpleng maintindihan, ngunit masyadong primitive at tanging sa mga sandali ay tumutugma sa katotohanan. Ang kakanyahan ng teorya na ito ay ang dissolved substance, na bumabagsak sa solusyon, ay nabulok sa mga sisingilin na mga particle, na tinatawag na mga ions. Ito ang mga particle na tumutukoy sa mga katangian ng kemikal ng solusyon at ilan sa mga pisikal na katangian nito, kabilang ang kondaktibiti at simula ng pagkulo, pagtunaw at pagkikristal.

Gayunpaman, mayroong mas kumplikadong mga teorya na nag-uukol sa solusyon bilang isang sistema, ang mga particle kung saan nakikipag-ugnayan sa bawat isa at bumubuo ng tinatawag na solvates - mga ions na napalilibutan ng dipoles. Ang dipole ay, bilang isang buo, isang neutral na molekula, ang mga pingga nito ay sinisingil nang iba-iba. Ang Dipolem ay kadalasan ay isang solvent molecule. Pagkakapasok sa solusyon, ang dissolved substance ay pumutol sa ions, at ang mga dipoles ay naaakit sa isang ion sa pamamagitan ng ibang dulo na puno ng paggalang sa kanila, at sa iba pang mga ions - ayon sa isa pang dulo ng singil, na may kinalaman sa kanila. Kaya, ang solvates ay nakuha - ang mga molecule na may isang shell ng iba pang neutral molecules.

Ngayon makipag-usap kami nang kaunti tungkol sa kakanyahan ng mga teorya sa kanilang sarili at tingnan ang mga ito nang maingat.

Teorya ng mga solusyon

Ang pagbubuo ng naturang mga particle ay maaaring ipaliwanag ang iba't ibang mga phenomena na hindi maaaring inilarawan sa pamamagitan ng klasikong teorya ng mga solusyon. Halimbawa, ang thermal effect ng reaksyon ng paglusaw. Mula sa posisyon ng teorya ng Arrhenius, mahirap sabihin kung bakit, kapag dissolving ng isang sangkap sa isa pa, ang init ay maaaring masustansya at palabasin. Oo, ang kristal na sala-sala ay nawasak, at samakatuwid ang enerhiya ay maaaring gastusin at ang solusyon ay pinalamig, o inilabas sa pagkabulok dahil sa labis na enerhiya ng mga kemikal na bono. Ngunit upang ipaliwanag ito mula sa pananaw ng teorya ng klasikal ay imposible, dahil ang mismong mekanismo ng pagkawasak ay nananatiling hindi nauunawaan. At kung inilalapat mo ang kemikal na teorya ng mga solusyon, nagiging malinaw na ang mga molecule ng may kakayahang makabayad ng utang, na inilagay sa mga cavity ng sala-sala, ay sinira ito mula sa loob, na parang "shielding" ang mga ions mula sa bawat isa na may solvate shell.

Sa susunod na seksyon, isasaalang-alang namin kung ano ang solubility at lahat ng bagay na may kaugnayan sa ito tila simple at intuitive figure.

Ang konsepto ng solubility

Ito ay malinaw na intuitively malinaw na solubility ay nagpapakita kung gaano kahusay ang isang partikular na substansiya dissolves sa isang partikular na may kakayahang makabayad ng utang. Gayunpaman, alam namin ang kaunti tungkol sa likas na katangian ng paglusaw ng mga sangkap. Bakit, halimbawa, ang tisa ay hindi matutunaw sa tubig, at ang talahanang asin - sa kabaligtaran? Ito ay tungkol sa lakas ng mga bono sa loob ng molekula. Kung ang mga bono ay malakas, kaya dahil dito, ang mga particle na ito ay hindi maaaring maghiwalay sa mga ions, sa gayon ay pagsira ng kristal. Samakatuwid, ito ay nananatiling hindi malulutas.

Ang solubility ay isang dami na katangian na nagpapakita kung gaano karami ng dissolved substance ang nasa anyo ng solvated na mga particle. Ang halaga nito ay depende sa likas na katangian ng dissolved substance at ang solvent. Ang solubility sa tubig para sa iba't ibang sangkap ay iba, depende sa mga bono sa pagitan ng mga atomo sa molekula. Ang mga sangkap na may covalent bonds ay may pinakamababang solubility, samantalang ang mga may mga ionic bond ay may pinakamataas na solubility.

Ngunit hindi laging posible na maunawaan kung aling ba ang solubility at kung saan ay maliit. Samakatuwid, sa susunod na seksyon tatalakayin natin kung ano ang solubility ng iba't ibang sangkap sa tubig.

Paghahambing

Sa likas na katangian, mayroong maraming mga likido solvents. Higit pang may mga alternatibong sangkap na maaaring magsilbing mga huling kung may mga tiyak na kondisyon na naabot, halimbawa, isang tiyak na pinagsamang estado. Ito ay magiging malinaw na kung kinokolekta natin ang data sa solubility sa bawat isa sa "dissolved substance-solvent" na pares, hindi magkakaroon ng sapat na para sa kawalang-hanggan, dahil ang mga kumbinasyon ay gumagawa ng isang malaking bilang. Samakatuwid, kaya nangyari na sa ating planeta ang pangkalahatang pantunaw at pamantayan ay tubig. Ginawa nila ito sapagkat ito ang pinakakaraniwan sa Earth.

Kaya, ang isang talaan ng tubig solubility ay inihanda para sa maraming daan-daang at libu-libong mga sangkap. Namin ang lahat ng nakita ito, ngunit sa isang mas maikli at naiintindihan na bersyon. Sa mga selula ng talahanayan na nakasulat na mga titik na nagpapahiwatig ng isang matutunaw na substansiya, hindi matutunaw o bahagyang natutunaw. Ngunit may mga mas makitid pinasadyang mga talahanayan para sa mga taong malubhang tungkol sa kimika. May ipinahiwatig ang eksaktong numerical na halaga ng solubility sa gramo bawat litro ng solusyon.

Ngayon ipaalam sa amin upang i-sa teorya ng tulad ng isang konsepto bilang solubility.

Kimika ng solubility

Kung paano nangyayari ang proseso ng paglusaw, na-disassembled na namin ang mga nakaraang seksyon. Ngunit paano, halimbawa, upang isulat ito lahat sa anyo ng isang reaksyon? Narito ang lahat ay hindi simple. Halimbawa, kapag ang acid ay natunaw, ang hydrogen ion ay nakikipag-ugnayan sa tubig upang bumuo ng hydroxonium ion H ₃ O ⁺ . Kaya, para sa HCl, ang equation ng reaksyon ay magiging ganito:

HCl + H ₂ O = H ₃ O ⁺ + Cl ^-

Ang solubility ng mga asing-gamot, depende sa kanilang istraktura, ay natutukoy din sa pamamagitan ng kanilang kemikal na reaksyon. Ang hitsura ng huli ay depende sa istraktura ng asin at ng mga bono sa loob ng mga molecule nito.

Kami ay may korte kung paano sumulat nang graphically ang solubility ng mga asing-gamot sa tubig. Ngayon ay oras na para sa praktikal na aplikasyon.

Application

Kung ilista namin ang mga kaso kung kinakailangan ang dami, hindi magkakaroon ng sapat na oras. Hindi direkta, maaari itong gamitin upang kalkulahin ang iba pang mga dami na napakahalaga para sa pag-aaral ng anumang solusyon. Kung wala ito, hindi namin alam kung ang tumpak na konsentrasyon ng sangkap, ang aktibidad nito, ay hindi makapagpasiya kung ang gamot ay nagpapagaling sa isang tao o kills (sa katunayan, sa maraming dami, kahit na tubig ay mapanganib para sa buhay).

Bilang karagdagan sa industriya ng kemikal at pang-agham na layunin, ang pag-unawa ng kakanyahan ng solubility ay kinakailangan din sa pang-araw-araw na buhay. Pagkatapos ng lahat, minsan ay kinakailangan upang maghanda, sabihin, isang supersaturated solusyon ng isang sangkap. Halimbawa, kinakailangan upang makuha ang kristal na asin para sa homework ng isang bata. Pag-alam ng solubility ng asin sa tubig, madali nating matukoy kung gaano karaming pangangailangan ang makatulog sa isang sisidlan, kaya't ito ay nagsisimula sa namuo at bumubuo ng mga kristal mula sa isang sobrang lakas.

Bago makumpleto ang aming maikling ekskursiyon sa kimika, pag-usapan natin ang ilang mga konsepto na katabi ng solubility.

Ano pa ang kawili-wili?

Sa aming opinyon, kung naabot mo na ang seksyon na ito, malamang na naiintindihan mo na ang solubility ay hindi lamang isang kakaibang dami ng kemikal. Ito ang batayan para sa iba pang mga dami. At kasama nila: konsentrasyon, aktibidad, pare-pareho ang paghihiwalay, pH. At hindi ito isang kumpletong listahan. Dapat ay narinig mo ang hindi bababa sa isa sa mga salitang ito. Kung wala ang kaalaman tungkol sa likas na katangian ng mga solusyon, ang pag-aaral na nagsimula sa solubility, hindi na natin maisip ang modernong kimika at pisika. Ano ang kahulugan ng pisika? Minsan din ang mga pisisista sa mga solusyon, sukatin ang kanilang kondaktibiti, at gamitin ang kanilang iba pang mga ari-arian para sa kanilang sariling mga pangangailangan.

Konklusyon

Sa artikulong ito kami ay pamilyar sa isang konsepikong kemikal bilang solubility. Ito ay marahil ay lubos na kapaki-pakinabang na impormasyon, dahil ang karamihan sa atin ay hindi maisip ang malalim na kakanyahan ng teoriya ng mga solusyon, nang walang pagnanais na mag-aralan nang detalyado sa pag-aaral nito. Sa anumang kaso, ito ay lubhang kapaki-pakinabang upang sanayin ang iyong utak, pag-aaral ng bago. Pagkatapos ng lahat, ang isang tao ay dapat "mag-aral, mag-aral at mag-aral muli".