Багато в природі хімічно чистих речовин? Що являє собою морська вода, молоко, дріт зі сталі – індивідуальні речовини, або ж вони складаються з кількох компонентів? У нашій статті ми ознайомимося з властивостями розчинів – найбільш поширених фізико-хімічних систем, які мають змінний склад. Вони можуть містити кілька компонентів. Так, молоко – це органічний розчин, що містить воду, краплі жиру, молекули білка і мінеральних солей. Що таке розчин і як його можна отримати? На цей і інші питання ми відповімо в нашій статті.
Застосування розчинів і їх роль у природі
Обмін речовин у біогеоценозах здійснюється у вигляді взаємодії сполук, розчинених у воді. Наприклад, всмоктування ґрунтового розчину корінням рослин, накопичення крохмалю в результаті фотосинтезу у рослин, процеси травлення тварин і людини – всі вони являють собою реакції, що протікають в хімічних розчинах. Неможливо уявити сучасні галузі: космічне і авіабудування, військову промисловість, атомну енергетику без застосування сплавів твердих розчинів з унікальними технічними характеристиками. Кілька газів також можуть утворювати суміші, які ми можемо назвати розчинами. Наприклад, повітря - це фізико-хімічна система, яка містить такі компоненти як азот, кисень, вуглекислий газ і т. д.
Що таке розчин?
Змішуючи між собою сульфатну кислоту і воду, отримаємо її водний розчин. Розглянемо, з чого він складається. Ми виявимо розчинник – воду, розчинена речовина – сірчану кислоту і продукти їх взаємодії. До них відносяться катіони водню, гідросульфат - і сульфат-іони. Склад фізико-хімічної системи, складається з розчинника і компонентів, буде залежати не тільки від того, яка речовина є розчинником. Найбільш розповсюджений і важливий розчинник - це вода. Велике значення має і природа розчиняються компонентів. Їх можна умовно розділити на три групи. Це практично нерозчинні сполуки, малорозчинні і добре розчинні. Остання група є найбільш важливою. До неї відноситься більшість солей, кислоти, луги, спирти, моносахариди. Малорозчинні сполуки теж зустрічаються в природі досить часто. Це гіпс, азот, метан, кисень. Практично нерозчинними у воді будуть метали, благородні гази: аргон, гелій і т. д., гас, масла.
Як кількісно виразити розчинність з'єднання
Концентрація насиченого розчину – найбільш важлива величина, що показує розчинність речовини. Її виражають величиною, чисельно дорівнює масі з'єднання в 100 г розчину. Наприклад, медичний засіб дезінфікуючий – саліциловий спирт продається в аптеках у вигляді 1 % спиртового розчину. Це означає, що у 100 г розчину міститься 1 грам діючої речовини. Яку найбільшу масу хлориду натрію можна розчинити в 100 г розчинника при певній температурі? Знайти відповідь на це питання можна за допомогою спеціальної таблиці кривих розчинності твердих сполук. Так, при температурі 10 ?З можна розчинити 38 г кухонної солі в 100 г води, при 80 ?З - 40 г речовини. Як зробити розчин розведеним? Потрібно долити до нього певний об'єм води. Збільшити концентрацію фізико-хімічної системи можна, випарівая розчин, або ж, додаючи до нього певну порцію растворяемого з'єднання.
Види розчинів
При певній температурі система може перебувати в рівновазі з растворяемым з'єднанням у вигляді осаду. У цьому випадку говорять про насиченому розчині. Як зробити розчин насиченим? Для цього потрібно звернутися до таблиці розчинності твердих речовин. Наприклад, кухонну сіль масою 31 г вводять у воду при температурі 20 ? с і нормальному тиску, потім добре розмішують. При додатковому нагріванні і введення додаткової порції солі її надлишок забезпечує утворення пересиченого розчину. Охолодження системи призведе до процесу випадіння кристалів хлориду натрію. Розведеними будуть називатися такі розчини, в яких концентрація сполук порівняно з об'ємом розчинника буде достатньою малої. Наприклад, фізіологічний розчин, що входить до складу кров'яної плазми і застосовується у медицині після перенесених хірургічних втручань, являє собою 09 % розчин хлориду натрію.
Механізм розчинення речовин
Розглянувши питання, що таке розчин, визначимо, які процеси лежать в основі його освіти. В основі явища розчинення речовин ми бачимо взаємодія як фізичних, так і хімічних перетворень. Головну роль у них відіграє явище руйнування хімічних зв'язків: ковалентних полярних або іонних, в молекулах растворяемого з'єднання. Фізичний аспект розриву зв'язків виражається в поглинанні енергії. Також відбувається взаємодія частинок розчинника з молекулами розчиненої речовини, зване сольватацией, у разі водних розчинів – гідратацією. Воно супроводжується не тільки виникненням нових зв'язків, але і виділенням енергії.
У нашій статті ми розглянули питання, що таке розчин, а також з'ясували механізм утворення розчинів та їх значення.
