Tīras vielas dabā praktiski nav sastopamas. Būtībā tie tiek uzrādīti maisījumu veidā, kas spēj veidot viendabīgas vai neviendabīgas sistēmas.
Patiesu risinājumu iezīmes
Patiesie risinājumi ir sava veida izkliedētas sistēmas, kurām ir liela izturība starp dispersijas barotni un izkliedēto fāzi.
Jebkura ķīmiska viela var radīt dažāda lieluma kristālus. Jebkurā gadījumā viņiem būs tāda pati iekšējā struktūra: jonu vai molekulāro kristālu režģis.
Izšķīdināšana
Nātrija hlorīda un cukura graudu izšķīdināšanas procesā ūdenī tiek veidots jonu un molekulārais šķīdums. Atkarībā no sadrumstalotības pakāpes viela var būt šādā formā:
- redzamas makroskopiskas daļiņas, kas lielākas par 0,2 mm;
- mikroskopiskas daļiņas, kuru izmērs ir mazāks par 0,2 mm, tās var notvert tikai ar mikroskopu.
Patiesie un koloidālie risinājumi atšķirasir izšķīdušās vielas daļiņu lielums. Mikroskopā neredzamus kristālus sauc par koloidālajām daļiņām, un iegūto stāvokli sauc par koloidālo šķīdumu.
Risinājuma fāze
Daudzos gadījumos patiesie risinājumi irsadrumstalotas (izkliedētas) viendabīga tipa sistēmas. Tie satur nepārtrauktu nepārtrauktu fāzi - dispersijas barotni un fragmentētas daļiņas ar noteiktu formu un izmēru (izkliedētā fāze). Kā koloidālie risinājumi atšķiras no patiesajām sistēmām?
Galvenā atšķirība ir daļiņu lielumā. Koloidālās izkliedētās sistēmas tiek uzskatītas par neviendabīgām, jo gaismas mikroskopā nav iespējams noteikt fāzes saskarni.
Patiesie risinājumi ir variants, kad viela tiek parādīta vidē jonu vai molekulu formā. Tie pieder vienfāzes viendabīgiem risinājumiem.
Kā izglītības priekšnoteikumstiek ņemta vērā dispersijas barotnes un disperģētās vielas savstarpēja izšķīdināšana. Piemēram, nātrija hlorīds un saharoze nešķīst benzolā un petrolejā, tāpēc šādā šķīdinātājā koloidāli šķīdumi neveidosies.
Izkliedētu sistēmu klasifikācija
Kā tiek sadalītas izkliedētās sistēmas? Patiesie risinājumi, koloidālās sistēmas atšķiras vairākos veidos.
Ir izkliedētu sistēmu sadalījums pēc barotnes un izkliedētās fāzes agregācijas stāvokļa, mijiedarbības veidošanās vai neesamības starp tām.
Raksturlielumi
Ir noteikti kvantitatīvivielas dispersijas raksturlielumi. Pirmkārt, izšķir izkliedes pakāpi. Šī vērtība ir daļiņu lieluma abpusēja vērtība. Tas raksturo daļiņu skaitu, kuras var ievietot rindā viena centimetra attālumā.
Gadījumā, ja visām daļiņām ir vienāds izmērs, veidojas monodispersa sistēma. Ar nevienādām izkliedētās fāzes daļiņām tiek veidota polidispersa sistēma.
Palielinoties vielas dispersijai, tāstarpfāžu virsmā notiekošie procesi palielinās. Piemēram, palielinās izkliedētās fāzes īpatnējā virsma, palielinās barotnes fizikāli ķīmiskais efekts abu fāžu saskarnē.
Izkliedējiet sistēmu iespējas
Atkarībā no fāzes, kurā būs izšķīdināmā viela, izšķir dažādus izkliedēto sistēmu variantus.
Aerosoli ir izkliedētas sistēmas, kurās izkliedētā vide ir gāzveida forma. Miglas ir aerosoli ar šķidru disperģētu fāzi. Dūmus un putekļus veido cietā izkliedētā fāze.
Putas ir gāzveida vielas dispersija šķidrumā. Putās esošie šķidrumi deģenerējas līdz plēvēm, kuras atdala gāzes burbuļi.
Izkliedētās sistēmas sauc par emulsijām, kur viens šķidrums tiek sadalīts pa cita tilpumu, nešķīstot tajā.
Suspensijas vai suspensijas ir zemas dispersijas sistēmas, kurās cietās daļiņas atrodas šķidrumā. Koloidālos šķīdumus vai zolus ūdens dispersijas sistēmā sauc par hidrosoliem.
Atkarībā no pieejamības (neesamības) starpizkliedētās fāzes daļiņas atdala brīvi disperģētas vai koherenti izkliedētas sistēmas. Pirmajā grupā ietilpst liozoli, aerosoli, emulsijas, suspensijas. Šādās sistēmās starp daļiņām un izkliedēto fāzi nav kontaktu. Viņi gravitācijas ietekmē šķīdumā brīvi pārvietojas.
Saskaņoti izkliedētas sistēmas rodas daļiņu kontakta gadījumā ar izkliedētu fāzi, kā rezultātā tiek veidotas struktūras tīkla vai ietvara formā. Šādas koloidālās sistēmas sauc par gēliem.
Gelācijas (želēšanas) processir sola pārveidošana gēlā, pamatojoties uz sākotnējā sola stabilitātes samazināšanos. Kohēzijas izkliedētu sistēmu piemēri ir suspensijas, emulsijas, pulveri, putas. Tie ietver arī augsni, kas izveidojusies organisko (humuso) vielu un augsnes minerālu mijiedarbības procesā.
Kapilāru izkliedētās sistēmas atšķiras ar nepārtrauktu vielas masu, kas iekļūst kapilāros un porās. Tie tiek uzskatīti par audumiem, dažādām membrānām, koku, kartonu, papīru.
Patiesie risinājumi ir viendabīgas sistēmas,kas sastāv no divām sastāvdaļām. Tie var pastāvēt šķīdinātājos ar dažādu agregācijas stāvokli. Šķīdinātājs tiek uzskatīts par vielu, kas uzņemta pārmērīgi. Komponents, kas tiek uzņemts nepietiekamā daudzumā, tiek uzskatīts par izšķīdinātu vielu.
Risinājumu iezīmes
Arī cietie sakausējumi ir risinājumikas izkliedētās barotnes un komponenta lomā ir dažādi metāli. No praktiskā viedokļa īpaši interesanti ir tādi šķidrumu maisījumi, kuros šķidrums darbojas kā šķīdinātājs.
No daudzajiem neorganiskajiem šķīdinātājiem īpašu interesi rada ūdens. Gandrīz vienmēr īsts šķīdums rodas, ja izšķīdušās vielas daļiņas sajauc ar ūdeni.
Starp organiskajiem savienojumiem, lieliskišādas vielas ir šķīdinātāji: etanols, metanols, benzols, tetrahlorogleklis, acetons. Izšķīdušā komponenta molekulu vai jonu haotiskās kustības dēļ tie daļēji pāriet šķīdumā, veidojot jaunu viendabīgu sistēmu.
Vielas atšķiras ar spēju veidot risinājumus. Dažus var sajaukt savā starpā neierobežotā daudzumā. Piemērs ir nātrija hlorīda kristālu šķīšana ūdenī.
Izšķīšanas procesa būtība no viedokļamolekulāri kinētiskā teorija ir tāda, ka pēc galda sāls kristālu pievienošanas šķīdinātājam tā disociējas nātrija katjonos un hlora anjonos. Uzlādētās daļiņas veic svārstības, sadursmes ar paša šķīdinātāja daļiņām noved pie jonu pārejas šķīdinātājā (saistīšanās). Pamazām ar procesu saistās citas daļiņas, virsmas slānis tiek iznīcināts, sāls kristāls izšķīst ūdenī. Difūzija ļauj sadalīt vielas daļiņas visā šķīdinātāja tilpumā.
Patiesu risinājumu veidi
Īsts risinājums ir sistēma, kasir sadalīts vairākos veidos. Šādu sistēmu klasifikācija ir ūdens un bezūdens, pamatojoties uz šķīdinātāja veidu. Tos klasificē arī pēc izšķīdušās vielas varianta sārmos, skābēs, sāļos.
Pastāv dažādi patieso risinājumu veidiattiecībā uz elektrisko strāvu: neelektrolīti, elektrolīti. Atkarībā no izšķīdušās vielas koncentrācijas tos var atšķaidīt vai koncentrēt.
No termodinamiskā viedokļa patiesie zemas molekulmasas šķīdumi tiek sadalīti reālos un ideālos.
Šādi šķīdumi var būt jonu disperģēti, kā arī molekulāri izkliedētas sistēmas.
Šķīdumu piesātinājums
Atkarībā no tā, cik daudz daļiņunonāk šķīdumā, ir pārsātināti, nepiesātināti, piesātināti šķīdumi. Risinājums ir šķidra vai cieta viendabīga sistēma, kas sastāv no vairākiem komponentiem. Jebkurā šādā sistēmā obligāti ir šķīdinātājs, kā arī izšķīdis. Kad dažas vielas izšķīst, rodas siltums.
Līdzīgs process apstiprina risinājumu teoriju,saskaņā ar kuru izšķīšanu uzskata par fizikāli ķīmisko procesu. Šķīdības procesu iedala trīs grupās. Pirmais sastāv no tām vielām, kuras spēj izšķīdināt 10 g daudzumā 100 g šķīdinātāja, tās sauc par ļoti šķīstošām.
Vielas tiek uzskatītas par slikti šķīstošām, ja 100 g komponenta izšķīst mazāk nekā 10 g, pārējās sauc par nešķīstošām.
Secinājums
Sistēmas, kas sastāv no dažādiem pildvielāmstāvoklis, daļiņu lielums ir nepieciešami normālai cilvēka dzīvei. Patiesie koloidālie šķīdumi, kas tika apspriesti iepriekš, tiek izmantoti zāļu ražošanai, pārtikas produktu radīšanai. Ideja par izšķīdušās vielas koncentrāciju, jūs varat patstāvīgi sagatavot nepieciešamo šķīdumu, piemēram, etilspirtu vai etiķskābi, dažādiem mērķiem ikdienas dzīvē. Atkarībā no izšķīdušās vielas un šķīdinātāja agregācijas stāvokļa iegūtajām sistēmām ir noteiktas fizikālās un ķīmiskās īpašības.
