Pravo rješenje: definicija, svojstva, sastav, svojstva, primjeri

Rješenja, kao i proces njihove formiranja, od velike su važnosti u svijetu oko nas. Voda i zrak su dva od njihovih predstavnika, bez kojih život na Zemlji nije moguć. Većina bioloških tekućina u biljkama i životinjama također su rješenja. Proces probave hrane neraskidivo je povezan s otapanjem hranjivih tvari.

Svaka proizvodnja povezana je s korištenjem određenih vrsta rješenja. Koriste se u tekstilnoj, prehrambenoj, farmaceutskoj industriji, obradi metala, ekstrakciji minerala, proizvodnji plastika i vlakana. Zato je važno razumjeti ono što jesu, znati svoja svojstva i prepoznatljive osobine.

Znakovi stvarnih rješenja

Podrazumijeva se da su rješenja višekomponentni homogeni sustavi nastali kada se jedna komponenta distribuira u drugom. Oni se nazivaju i raspršeni sustavi, koji, ovisno o veličini čestica koje ih formiraju, podijeljeni su u koloidne sustave, suspenzije i istinska rješenja.

U potonjem, komponente su u stanju odvajanja u molekule, atome ili ione. Za takve molekularno raspršene sustave, karakteristike su sljedeće karakteristike:

• afinitet (interakcija);
• spontano obrazovanje;
• konstanta koncentracije;
• homogenost;
• stabilnost.

Drugim riječima, oni mogu nastati ako postoji interakcija između komponenata, što dovodi do spontanog odvajanja tvari u najmanju česticu bez napora izvana izvana. Dobivena rješenja moraju biti jednorazna, tj. Ne bi trebalo postojati sučelje između sastavnih dijelova. Posljednja značajka je najvažnija jer spontani proces otapanja može se nastaviti samo ako je energetski povoljan za sustav. Time se smanjuje slobodna energija, a sustav postaje ravnoteža. Uzevši u obzir sve te značajke, možemo formulirati sljedeću definiciju:

Pravo rješenje je stabilan ravnotežni sustav interaktivnih čestica dviju ili više tvari, dimenzije koje ne prelaze 10^-7 cm, tj. su proporcionalni atomima, molekulama i ionima.

Jedna od tvari je otapalo (u pravilu, ona je komponenta čija je koncentracija veća), a ostatak - s otopljenim tvarima. Ako su početni materijali bili u različitim stanjima agregata, pretpostavlja se da otapalo predstavlja ono što nije promijenilo.

Vrste istinskih rješenja

na agregatno stanje otopine su tekuće, plinovite i čvrste. Najčešći tekući sustavi, a također su podijeljeni u nekoliko vrsta ovisno o početnom stanju otopljene tvari:

• krutina u tekućini, na primjer, šećer ili sol u vodi;
• tekućina u tekućini, na primjer, sumporna ili kloridna kiselina u vodi;
• plinoviti u tekućini, na primjer kisik ili ugljični dioksid u vodi.

Međutim, otapalo može biti ne samo voda. i po prirodi otapala sve tekuće otopine podijeljene su u vodene otopine, ako su tvari otopljene u vodi i nevodene, ako su tvari otopljene u eteru, etanolu, benzenu itd.

Na električnu vodljivost rješenja su podijeljena na elektrolite i neelektrolite. Elektroliti su spojevi s pretežito ionskom kristalnom vezom, koji disociraju u otopini da bi se stvorili ioni. Elektroliti se otapaju u atomima ili molekulama kada se otopi.

U pravim rješenjima istovremeno se pojavljuju dva suprotna procesa: otapanje tvari i njezina kristalizacija. Ovisno o iz ravnotežnog položaja u sustavu "otopljene supstance-otopine" slijedeće vrste rješenja:

• zasićena, kada je brzina otapanja neke tvari jednaka brzini njegove kristalizacije, tj. otopina je u ravnoteži sa supstancom za otapanje;
• nezasićene, ako sadrže manje otopljene tvari, u usporedbi sa zasićenim na istoj temperaturi;
• koji sadrže suvišak otopljene tvari u usporedbi sa zasićenim, a jedan kristal je dovoljan da pokrene aktivnu kristalizaciju.

Kao kvantitativna karakteristika koja odražava sadržaj određene komponente u otopinama, koncentracija. Rješenja s niskim sadržajem otapala nazivaju se razrijeđena, i visoko koncentrirana.

Načini izražavanja koncentracije

Masena frakcija (omega-) - masa tvari (m_{na otocima}), odnosi se na težinu otopine (m_r-ra). U ovom slučaju, masa otopine se uzima kao zbroj mase tvari i otapala (m_p-la).

Molni dio (N) je broj molova otopljene tvari (N_{na otocima}), odnosi se na ukupni broj molova tvari koje tvore otopinu (Sigma-N).

Molality (C._m) je broj molova otopljene tvari (N_{na otocima}), odnosi se na masu otapala (m_p-la).

Molarna koncentracija (C_m) je masa otopljene tvari (m_{na otocima}), koji se odnose na volumen cjelokupne otopine (V).

Normativnost ili ekvivalentna koncentracija, (C_n) je broj ekvivalenata (E) otopljene tvari, koje se odnose na volumen otopine.

Titar (T) je masa tvari (m_{na otocima}), otopljenog u danom volumenu otopine.

Frakcija volumena (φ) plinovite tvari je volumen tvari (V_{na otocima}), odnosi se na volumen otopine (V_r-ra).

Svojstva rješenja

S obzirom na ovo pitanje, često se govori o razrijedenim rješenjima nonelektrolita. To je, prvo, posljedica činjenice da stupanj interakcije između čestica približava njima idealnim plinovima. Drugo, njihova svojstva su zbog međusobne povezanosti svih čestica i proporcionalna su sadržaju komponenata. Takva svojstva istinitih rješenja nazivaju se colligative. Tlak para otapala iznad otopine je opisan Raoultovim zakonom, koji navodi da smanjenje zasićene tlaka para otapala Delta-P iznad otopine izravno je proporcionalan molarnoj frakciji otopljene tvari (T._{na otocima}) i tlak pare iznad čistog otapala (P⁰_p-la):

Delta-P = P^oko_p-la ∙ T_{na otocima}

Povećanje točke vrelišta Delta-Tc i temperature zamrzavanja Delta-Tz rješenja su izravno proporcionalna molarne koncentracije otopljeni u njima tvari C_m:

Delta T-_u = E ∙ C_m, gdje je E ebullioskopska konstanta;

Delta T-_a = K ∙ C_m, gdje je K cryoskopska konstanta.

Osmotski tlak pi- izračunava se jednadžbom:

pi- = P ∙ E ∙ X_{na otocima} / V_p-la,

gdje X_{na otocima} - molni dio otopljene tvari, V_p-la - volumen otapala.

Važnost rješenja u svakodnevnom životu bilo koje osobe je teško precijeniti. Prirodna voda sadrži otopljene plinove - CO₂ i O₂, različite soli - NaCl, CaS04, MgCO3, KCl, itd. Ali bez tih nečistoća u tijelu, metabolizam vode i rad kardiovaskularnog sustava može biti poremećen. Drugi primjer istinskih rješenja je legura metala. Može biti mjed ili zlatni nakit, ali, najvažnije, nakon miješanja rastaljenih komponenti i hlađenja rezultirajuće otopine formira se jedna čvrsta faza. Metalne se legure koriste posvuda od pribora za jelo do elektronike.