Što je topljivost?

Kemija je zanimljiva i prilično složena znanost. Njegovi pojmovi i koncepti naištavaju se u naš svakodnevni život, i nije uvijek intuitivno jasno što oni znače i koje je njihovo značenje. Jedan takav koncept je topivost. Taj je pojam široko korišten u teoriji rješenja, au svakodnevnom životu naići ćemo na njegovu primjenu jer su okruženi tim rješenjima. Ali ono što je važno nije toliko upotreba ovog koncepta, koliko fizičke pojave,

priča

Istraživanje rješenja i topljivost počinju fizičkom teorijom disocijacije. Najjednostavnije je razumjeti, ali previše primitivno i samo se u trenucima podudara s realnošću. Bit ove teorije jest da se otopljena supstanca, koja pada u otopinu, razgrađuje u nabijene čestice, nazvane ioni. Ove čestice određuju kemijska svojstva otopine i neke njegove fizičke karakteristike, uključujući vodljivost i vrelište, topljenje i kristalizaciju.

Međutim, složenije teorije koje obzir sustav kao otopina, u kojem se čestice u interakciji s drugom i formiraju tzv solvate - iona okružene dipola. Dipol je, kao cjelina, neutralna molekula, čiji se polovi različito napunjuju. Dipol je najčešće molekula otapala. Nakon što se u rješenju, da je otopljena otapa na ione i dipoli privlači suprotno nabijenih iona, jedan u odnosu na njih kraj, i drugih iona - odnosno drugog suprotnog naboja u odnosu na kraj tome. Tako se dobivaju solvati - molekule s ljuskom drugih neutralnih molekula.

Sada razgovarajmo o samoj teoriji teorije i pobliže ih promatrajte.

Teorija rješenja

Nastajanje takvih čestica može objasniti različite pojave koje klasična teorija rješenja ne može opisati. Na primjer, termalni učinak reakcije raspad. Iz pozicije Arrheniusove teorije teško je reći zašto se, kad se jedna supstanca otopi u drugoj, toplina može apsorbirati i osloboditi. Da, kristalna rešetka je uništena, pa se energija troši i otopina se ohladi ili se oslobađa tijekom propadanja zbog viška energije kemijske veze. No, kako objasniti da je nemoguće, jer on ostaje nerazumljiv neuspjeh mehanizam sa stajališta klasične teorije. Ako teorija primijeniti kemijsko rješenje, postaje jasno da je molekula otapala u šupljinama uklještenje rešetke, razore unutra, kao „ograđivanje” iona osim solvata ljuske.

U sljedećem ćemo odjeljku razmotriti topljivost i sve što se odnosi na ovu naizgled jednostavnu i intuitivnu figuru.

Koncept topivosti

Čisto je intuitivno da topljivost pokazuje koliko se određena tvar otapa u danom određenom otapalu. Međutim, vrlo malo znamo o prirodi otapanja tvari. Zašto se, na primjer, ne pojavljuje krpa u vodi i sol stolica - naprotiv? Sve je to o snazi ​​veza unutar molekule. Ako su veze jake, zbog toga se te čestice ne mogu disocirati u ionima, čime se uništava kristal. Stoga ostaje netopiv.

Topivost je kvantitativna karakteristika koja pokazuje koliko je otopljene tvari u obliku solviranih čestica. Njegova vrijednost ovisi o prirodi otopljene tvari i otapala. Topljivost u vodi za različite tvari je drugačija, ovisno o vezama između atoma u molekuli. Tvari s kovalentnim vezama imaju najnižu topljivost, dok one s ionskim vezama imaju najveću topivost.

Ali nije uvijek moguće razumjeti koja je topljivost velika i koja je mala. Stoga ćemo u sljedećem odjeljku raspravljati o topljivosti različitih tvari u vodi.

usporedba

U prirodi postoji mnogo tekućih otapala. Postoje čak i više alternativnih tvari koje mogu trajati kada se postignu određeni uvjeti, na primjer, određeno agregatno stanje. Postaje jasno da ako prikupimo podatke o topljivosti jedne u drugom paru "otopljene supstance-otapala", neće biti dovoljno za vječnost, jer kombinacije proizvode ogroman broj. Stoga se tako dogodilo da na našem planetu univerzalno otapalo i standard je voda. Učinili su to jer je najčešći na Zemlji.

Stoga je sastavljena tablica topivosti u vodi za mnoge stotine i tisuće tvari. Svi smo to vidjeli, ali u kraćoj i razumljivoj verziji. U stanicama tablice upisana slova koja označavaju topljivu tvar, netopljive ili slabo topljive. Ali postoje više specijaliziranih tablica za one koji ozbiljno misle o kemiji. Upućuje se točna brojčana vrijednost topivosti u gramima po litri otopine.

Sada se pretvorimo u teoriju takvog koncepta kao topljivost.

Kemija topivosti

Kako se proces samog otapanja javlja, već smo analizirali u prethodnim odjeljcima. Ali kako, naprimjer, napisati sve to u obliku reakcije? Ovdje nije sve tako jednostavno. Na primjer, kada se kisela otapa, vodikov ion reagira s vodom da nastane hidroksonijev ion H₃O⁺. Dakle, za HCl, reakcijska jednadžba će izgledati ovako:

HCl + H₂O= H₃O⁺ + cl^-

Topljivost soli, ovisno o njihovoj strukturi, također je određena njihovom kemijskom reakcijom. Pojava potonjeg ovisi o strukturi soli i vezama unutar njegovih molekula.

Mi smo shvatili kako napisati topljivost soli grafički u vodi. Sada je vrijeme za praktičnu primjenu.

primjena

Ako navesti one slučajeve kada je to potrebno, neće biti dovoljno vremena. Neizravno se može koristiti za izračunavanje drugih količina koje su vrlo važne za proučavanje bilo kojeg rješenja. Bez nje, nismo mogli znati točnu koncentraciju tvari, njegovu aktivnost, nije mogla procijeniti da li lijek lijekira ili ubija (zapravo, u velikim količinama, čak i voda je opasna za život).

Uz kemijsku industriju i znanstvene svrhe, razumijevanje suštine topivosti također je potrebno u svakodnevnom životu. Uostalom, ponekad je potrebno pripremiti, recimo, pretjerano zasićenu otopinu tvari. Na primjer, potrebno je dobiti kristale soli za djetetove zadaće. Poznavajući topljivost soli u vodi, lako možemo odrediti koliko treba zaspati u posudi, tako da se ona počinje taložiti i kristalizirati od pretjeranosti.

Prije nego što zaključimo naš kratki izlet u kemiju, razgovarajmo o nekoliko pojmova koji su susjedni topljivosti.

Što je još zanimljivo?

Prema našem mišljenju, ako ste postigli ovaj odjeljak, vjerojatno ste već shvatili da topljivost nije samo čudna kemijska količina. To je osnova za druge količine. I među njima: koncentracija, aktivnost, konstanta disocijacije, pH. A ovo nije potpuni popis. Sigurno ste čuli najmanje jednu od tih riječi. Bez toga znanja o prirodi rješenja, čija je studija započela topivosti, više ne možemo zamisliti suvremenu kemiju i fiziku. Što znači fizika? Ponekad se fizičari također bave rješenjima, mjeri njihovu vodljivost i koriste druga svojstva za vlastite potrebe.

zaključak

U ovom smo članku upoznali takav kemijski koncept kao i topivost. To mora da je bio vrlo korisne informacije, kao i većina nas teško može zamisliti duboku suštinu teorije rješenja, bez želje da se uroniti u detalje u svojoj studiji. U svakom slučaju, vrlo je korisno trenirati mozak, učeći nešto novo. Uostalom, osoba mora "ponovno proučavati, učiti i proučavati".