Čistih snovi skoraj nikoli ne najdemo v naravi. V bistvu so predstavljeni v obliki mešanic, ki lahko tvorijo homogene ali heterogene sisteme.
Značilnosti resničnih rešitev
Prave rešitve so neke vrste razpršeni sistemi, ki imajo večjo trdnost med disperzijskim medijem in dispergirano fazo.
Kristale različnih velikosti je mogoče dobiti iz katere koli kemične snovi. V vsakem primeru bodo imeli enako notranjo strukturo: ionsko ali molekularno kristalno mrežo.
Razpusti
V procesu raztapljanja zrn natrijevega klorida in sladkorja v vodi nastane ionska in molekularna raztopina. Glede na stopnjo razdrobljenosti je snov lahko v obliki:
- vidni makroskopski delci, večji od 0,2 mm;
- mikroskopske delce, manjše od 0,2 mm, je mogoče zajeti samo z mikroskopom.
Prave in koloidne raztopine se razlikujejo po velikosti delcev topljenca. Kristali, nevidni pod mikroskopom, se imenujejo koloidni delci, nastalo stanje pa koloidna raztopina.
faza rešitve
V mnogih primerih so prave rešitve zdrobljeni (razpršeni) sistemi homogenega tipa. Vsebujejo neprekinjeno neprekinjeno fazo - disperzijski medij in zdrobljene delce določene oblike in velikosti (razpršena faza). Kako se koloidne raztopine razlikujejo od pravih sistemov?
Glavna razlika je v velikosti delcev. Koloidno dispergirani sistemi veljajo za heterogene, saj je nemogoče zaznati fazne meje v svetlobnem mikroskopu.
Prave rešitve - to je možnost, ko je v okolju snov predstavljena v obliki ionov ali molekul. Nanašajo se na enofazne homogene raztopine.
Medsebojno raztapljanje disperzijskega medija in dispergirane snovi velja za predpogoj za nastanek disperznih sistemov. Natrijev klorid in saharoza sta na primer netopna v benzenu in kerozinu, zato se koloidne raztopine v takem topilu ne bodo tvorile.
Klasifikacija razpršenih sistemov
Kako so razdeljeni razpršeni sistemi? Prave rešitve, koloidni sistemi se razlikujejo na več načinov.
Obstaja delitev razpršenih sistemov glede na stanje agregacije medija in razpršene faze, nastanek ali odsotnost interakcije med njima.
Funkcije
Obstajajo določene kvantitativne značilnosti disperznosti snovi. Najprej je treba razlikovati stopnjo disperzije. Ta vrednost je recipročna velikost delcev. ona jeoznačuje število delcev, ki jih je mogoče postaviti v vrsto na razdalji enega centimetra.
V primeru, ko imajo vsi delci enako velikost, nastane monodisperzni sistem. Z neenakomernimi delci dispergirane faze nastane polidisperzni sistem.
S povečanjem razpršenosti snovi se v njej povečajo procesi, ki se pojavljajo na površinski površini. Na primer, poveča se specifična površina dispergirane faze, poveča se fizikalno-kemijski učinek medija na meji med dvema fazama.
Različice disperznih sistemov
Odvisno od faze, v kateri bo topljenec, se razlikujejo različne različice razpršenih sistemov.
Aerosoli so dispergirani sistemi, v katerih je dispergirani medij predstavljen v plinasti obliki. Megle so aerosoli s tekočo dispergirano fazo. Dim in prah nastajata zaradi trdne dispergirane faze.
Pena je disperzija plinaste snovi v tekočini. Tekočine v penah se degenerirajo v filme, ki ločujejo plinske mehurčke.
Emulzije so dispergirani sistemi, kjer se ena tekočina porazdeli po volumnu druge, ne da bi se v njej raztopila.
Suspenzije ali suspenzije so sistemi z nizko disperzijo, v katerih so trdni delci v tekočini. Koloidne raztopine ali soli v vodnem disperzijskem sistemu se imenujejo hidrosoli.
Glede na prisotnost (odsotnost) med delci dispergirane faze ločimo prosto razpršene ali koherentno razpršene sisteme. V prvo skupinovključujejo liosole, aerosole, emulzije, suspenzije. V takih sistemih ni stikov med delci in razpršeno fazo. V raztopini se prosto gibljejo pod vplivom gravitacije.
Kohezivno-disperzni sistemi nastanejo v primeru stika delcev z dispergirano fazo, zaradi česar nastanejo strukture v obliki mreže ali ogrodja. Takšni koloidni sistemi se imenujejo geli.
Proces geliranja (želatinizacije) je pretvorba sola v gel, ki temelji na zmanjšanju stabilnosti prvotnega sola. Primeri vezanih disperznih sistemov so suspenzije, emulzije, praški, pene. Vključujejo tudi tla, ki nastanejo v procesu interakcije organskih (humusnih) snovi in mineralov v tleh.
Kapilarno razpršene sisteme odlikuje neprekinjena masa snovi, ki prodira v kapilare in pore. Štejejo se za tkanine, različne membrane, les, karton, papir.
Prave rešitve so homogeni sistemi, sestavljeni iz dveh komponent. Lahko obstajajo v topilih z različnim agregacijskim stanjem. Topilo je snov, vzeta v presežku. Komponenta, ki je zaužita v nezadostni količini, se šteje za topljenec.
Značilnosti rešitev
Trde zlitine so tudi rešitve, v katerih različne kovine delujejo kot razpršeni medij in komponenta. S praktičnega vidika so še posebej zanimive takšne tekoče mešanice, v katerih tekočina deluje kot topilo.
Iz številnih anorganskihtopila, ki so še posebej zanimiva, je voda. Skoraj vedno nastane prava raztopina, ko se delci topljenca pomešajo z vodo.
Med organskimi spojinami so naslednje snovi odlična topila: etanol, metanol, benzen, ogljikov tetraklorid, aceton. Zaradi kaotičnega gibanja molekul ali ionov raztopljene komponente delno preidejo v raztopino in tvorijo nov homogen sistem.
Snovi se razlikujejo po svoji sposobnosti tvorjenja raztopin. Nekatere lahko med seboj mešamo v neomejenih količinah. Primer je raztapljanje kristalov soli v vodi.
Bistvo procesa raztapljanja z vidika molekularno-kinetične teorije je, da po vnosu kristalov natrijevega klorida v topilo disociira na natrijeve katione in klorove anione. Nabiti delci nihajo, trki z delci samega topila vodijo do prehoda ionov v topilo (veza). Postopoma se v proces priključijo drugi delci, površinska plast se uniči, kristal soli se raztopi v vodi. Difuzija omogoča porazdelitev delcev snovi po celotnem volumnu topila.
Vrste pravih rešitev
Prava rešitev je sistem, ki je razdeljen na več vrst. Obstaja razvrstitev takšnih sistemov na vodne in nevodne glede na vrsto topila. Razvrščamo jih tudi glede na varianto raztopine v alkalije, kisline, soli.
Jejrazlične vrste resničnih rešitev v zvezi z električnim tokom: neelektroliti, elektroliti. Glede na koncentracijo topljenca jih lahko razredčimo ali koncentriramo.
Prave raztopine nizkomolekularnih snovi s termodinamičnega vidika delimo na prave in idealne.
Takšne raztopine so lahko ionsko dispergirane, pa tudi molekularno dispergirane sisteme.
Nasičenost rešitev
Odvisno od tega, koliko delcev gre v raztopino, obstajajo prenasičene, nenasičene in nasičene raztopine. Raztopina je tekoč ali trden homogen sistem, ki je sestavljen iz več komponent. V vsakem takem sistemu je nujno prisotno topilo, pa tudi topljenec. Ko se nekatere snovi raztopijo, se sprosti toplota.
Tak proces potrjuje teorijo raztopin, po kateri se raztapljanje obravnava kot fizikalni in kemični proces. Postopek topnosti je razdeljen na tri skupine. Prve so tiste snovi, ki se lahko raztopijo v količini 10 g v 100 g topila, imenujemo jih zelo topne.
Snovi se štejejo za slabo topne, če se v 100 g komponente raztopi manj kot 10 g, ostale se imenujejo netopne.
Sklep
Sistemi, sestavljeni iz delcev različnih agregacijskih stanj, velikosti delcev, so potrebni za normalno človeško življenje. Res je, da so koloidne raztopine, o katerih smo razpravljali zgoraj, navajeniproizvodnja zdravil, proizvodnja hrane. Če poznate koncentracijo topljenca, lahko samostojno pripravite potrebno raztopino, na primer etilni alkohol ali ocetno kislino, za različne namene v vsakdanjem življenju. Glede na agregacijsko stanje topljenca in topila imajo nastali sistemi določene fizikalne in kemijske lastnosti.
