מהם פתרונות אמיתיים? מאפיינים והרכב

חומרים טהורים כמעט ולא נמצאים בטבע. בעיקרון, הם מוצגים בצורה של תערובות המסוגלות ליצור מערכות הומוגניות או הטרוגניות.

תכונות של פתרונות אמיתיים

פתרונות אמיתיים הם מעין מערכות מפוזרות בעלות חוזק גבוה בין תווך הפיזור לשלב המפוזר.

כל כימיקל יכול לייצר גבישים בגדלים שונים. בכל מקרה, יהיה להם אותו מבנה פנימי: סריג גביש יוני או מולקולרי.

התפרקות

בתהליך המסת גרגירי נתרן כלורי וסוכר במים נוצרת תמיסה יונית ומולקולרית. בהתאם למידת הפיצול, החומר יכול להיות בצורה:

• חלקיקים מקרוסקופיים גלויים גדולים מ-0.2 מ"מ;
• חלקיקים מיקרוסקופיים בגודל פחות מ-0.2 מ"מ, ניתן ללכוד אותם רק במיקרוסקופ.

פתרונות אמיתיים וקולואידים שונים ביניהםהוא גודל חלקיקי המומס. גבישים בלתי נראים במיקרוסקופ נקראים חלקיקים קולואידים, והמצב המתקבל נקרא תמיסה קולואידית.

שלב הפתרון

במקרים רבים, פתרונות אמיתיים הםמערכות מקוטעות (פזורות) מסוג הומוגניות. הם מכילים פאזה רציפה מתמשכת - תווך פיזור, וחלקיקים מפוצלים בצורת וגודל מסוימים (פאזה מפוזרת). במה שונים פתרונות קולואידים ממערכות אמיתיות?

ההבדל העיקרי הוא בגודל החלקיקים. מערכות מפוזרות קולואידיות נחשבות להטרוגניות, מכיוון שאי אפשר לזהות את ממשק הפאזה במיקרוסקופ אור.

פתרונות אמיתיים הם המקרה כאשר חומר מוצג בסביבה בצורה של יונים או מולקולות. הם שייכים לפתרונות הומוגניים חד פאזיים.

כתנאי מוקדם לחינוךמערכות מפוזרות, נחשב פירוק הדדי של תווך הפיזור והחומר המפוזר. לדוגמה, נתרן כלורי וסוכרוז אינם מסיסים בבנזן ובנפט, ולכן לא ייווצרו פתרונות קולואידים בממס כזה.

סיווג מערכות מפוזרות

כיצד מחולקות מערכות מפוזרות? פתרונות אמיתיים, מערכות קולואידיות שונות בכמה דרכים.

ישנה חלוקה של מערכות מפוזרות לפי מצב הצבירה של המדיום והשלב המפוזר, היווצרות או העדר אינטראקציה ביניהן.

מאפיינים

ישנם כמותיים מסוימיםמאפייני הפיזור של החומר. קודם כל מבחינים במידת הפיזור. ערך זה הוא ההדדיות של גודל החלקיקים. הוא מאפיין את מספר החלקיקים שניתן למקם בשורה במרחק של סנטימטר אחד.

במקרה שבו כל החלקיקים בעלי אותו גודל, נוצרת מערכת מונופזרית. עם חלקיקים לא שווים של השלב המפוזר, נוצרת מערכת polydisperse.

עם עלייה בפיזור של חומר, זההתהליכים המתרחשים במשטח הבין-פאזי גדלים. לדוגמה, שטח הפנים הספציפי של השלב המפוזר גדל, ההשפעה הפיזיקוכימית של המדיום בממשק בין שני השלבים עולה.

לפזר אפשרויות מערכות

בהתאם לשלב שבו יהיה החומר המיועד להמסה, נבדלות גרסאות שונות של מערכות מפוזרות.

אירוסולים הם מערכות מפוזרות שבהן המדיום המפוזר מוצג בצורת גז. ערפלים הם אירוסולים עם שלב מפוזר נוזלי. עשן ואבק נוצרים על ידי שלב מפוזר מוצק.

קצף הוא פיזור של חומר גזי בנוזל. הנוזלים בקצפים מתדרדרים לסרטים המופרדים על ידי בועות גז.

מערכות מפוזרות נקראות אמולסיות, כאשר נוזל אחד מתפזר על נפחו של אחר, מבלי להתמוסס בו.

תרחיפים או תרחיפים הם מערכות מפוזרות נמוך שבהן חלקיקים מוצקים נמצאים בנוזל. תמיסות קולואידיות או סוליות במערכת מפוזרת מימית נקראות הידרוסולים.

בהתאם לזמינות (היעדרות) ביןחלקיקים מהפאזה המפוזרת מפרידים בין מערכות מפוזרות חופשיות או מפוזרות קוהרנטיות. הקבוצה הראשונה כוללת lyosols, אירוסולים, תחליבים, השעיות. במערכות כאלה, אין מגע בין חלקיקים לשלב המפוזר. הם נעים בחופשיות בתמיסה בהשפעת כוח הכבידה.

מערכות מפוזרות באופן קוהרנטי נוצרות במקרה של מגע של חלקיקים עם שלב מפוזר, וכתוצאה מכך נוצרים מבנים בצורת רשת או מסגרת. מערכות קולואידיות כאלה נקראות ג'לים.

תהליך ג'לציה (ג'לציה).מייצג את ההפיכה של סול לג'ל המבוסס על ירידה ביציבות של הסול המקורי. דוגמאות למערכות מפוזרות מלוכדות הן תרחיפים, תחליבים, אבקות, קצפים. הם כוללים גם את האדמה הנוצרת בתהליך של אינטראקציה של חומרים אורגניים (הומיות) ומינרלים בקרקע.

מערכות מפוזרות בנימים מאופיינות במסה רציפה של חומר החודרת לנימים ולנקבוביות. הם נחשבים לבדים, ממברנות שונות, עץ, קרטון, נייר.

פתרונות אמיתיים הם מערכות הומוגניות,מורכב משני מרכיבים. הם יכולים להתקיים בממסים במצב צבירה שונה. הממס נחשב לחומר שנלקח בעודף. רכיב שנלקח בכמות לא מספקת נחשב לחומר מומס.

תכונות של פתרונות

סגסוגות קשות הן גם פתרונות, באשר בתפקיד של תווך מפוזר ורכיב הן מתכות שונות. מנקודת מבט מעשית, מעניינות במיוחד תערובות נוזליות כאלה שבהן הנוזל פועל כממס.

מבין הממסים האנאורגניים הרבים, המים מעניינים במיוחד. כמעט תמיד, פתרון אמיתי נוצר כאשר חלקיקים של מומס מעורבבים עם מים.

בין תרכובות אורגניות, מצויןהחומרים הבאים הם ממסים: אתנול, מתנול, בנזן, פחמן טטרכלוריד, אצטון. בשל התנועה הכאוטית של מולקולות או יונים של הרכיב המומס, הם עוברים חלקית לתוך התמיסה, ונוצרת מערכת הומוגנית חדשה.

חומרים שונים ביכולתם ליצור פתרונות. חלקם ניתן לערבב אחד עם השני בכמויות בלתי מוגבלות. דוגמה לכך היא המסת גבישי נתרן כלורי במים.

מהות תהליך הפירוק מנקודת המבטתיאוריה מולקולרית-קינטית היא שאחרי הוספת גבישים של מלח שולחן לממס, הוא מתפרק לקטיוני נתרן ולאניוני כלור. החלקיקים הטעונים מבצעים תנועה תנודה, התנגשויות עם חלקיקי הממס עצמו מובילות למעבר של יונים לממס (קשירה). בהדרגה, חלקיקים אחרים מחוברים לתהליך, שכבת פני השטח נהרסת, גביש המלח מתמוסס במים. דיפוזיה מאפשרת להפיץ חלקיקים של חומר בכל נפח הממס.

סוגי פתרונות אמיתיים

פתרון אמיתי הוא מערכת שמחולק למספר סוגים. יש סיווג של מערכות כאלה למימיות ולא מימיות לפי סוג הממס. הם גם מסווגים לפי הגרסה של המומס לאקלי, חומצה, מלח.

ישנם סוגים שונים של פתרונות אמיתיים עבורביחס לזרם חשמלי: לא אלקטרוליטים, אלקטרוליטים. בהתאם לריכוז המומס, הם יכולים להיות מדוללים או מרוכזים.

מנקודת מבט תרמודינמית, פתרונות אמיתיים של חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך מחולקים למציאותיים ואידיאליים.

פתרונות כאלה יכולים להיות מפוזרים יוניים, כמו גם מערכות מפוזרות מולקולריות.

רוויה של פתרונות

תלוי כמה חלקיקיםנכנס לפתרון, יש פתרונות על רוויים, בלתי רוויים, רוויים. הפתרון הוא מערכת הומוגנית נוזלית או מוצקה, המורכבת ממספר מרכיבים. בכל מערכת כזו, בהכרח קיים ממס, כמו גם מומס. כאשר חומרים מסוימים מתמוססים, נוצר חום.

תהליך דומה מאשר את תורת הפתרונות,לפיו, פירוק נחשב כתהליך פיזיקוכימי. יש חלוקה של תהליך המסיסות לשלוש קבוצות. הראשון מורכב מאותם חומרים המסוגלים להתמוסס בכמות של 10 גרם ב-100 גרם ממס, הם נקראים מסיסים מאוד.

חומרים נחשבים למסיסים גרועים אם פחות מ-10 גרם מתמוססים ב-100 גרם של רכיב, השאר נקראים בלתי מסיסים.

מסקנה

מערכות המורכבות מאגרגטים שוניםמצב, גודל החלקיקים, נחוצים לחיי אדם נורמליים. הפתרונות הקולואידים האמיתיים שנדונו לעיל משמשים לייצור תרופות, יצירת מוצרי מזון. לאחר מושג על ריכוז המומס, אתה יכול להכין באופן עצמאי את התמיסה הדרושה, למשל, אלכוהול אתילי או חומצה אצטית, למטרות שונות בחיי היומיום. בהתאם למצב הצבירה של החומר המומס והממס, למערכות המתקבלות יש מאפיינים פיזיים וכימיים מסוימים.