Kimia ialah sains yang menarik dan agak kompleks. Istilah dan konsepnya ditemui kepada kita dalam kehidupan seharian, dan tidak selalunya secara intuitif jelas maksudnya dan maksudnya. Salah satu konsep ini ialah keterlarutan. Istilah ini digunakan secara meluas dalam teori penyelesaian, dan dalam kehidupan seharian kita menghadapi penggunaannya kerana kita dikelilingi oleh penyelesaian yang sama ini. Tetapi bukan penggunaan konsep ini yang penting, tetapi fenomena fizikal yang ditunjukkannya. Tetapi sebelum beralih ke bahagian utama cerita kita, mari kita teruskan ke abad kesembilan belas, apabila Svante Arrhenius dan Wilhelm Ostwald merumuskan teori pemisahan elektrolitik.
Sejarah
Kajian penyelesaian dan keterlarutan bermula dengan teori fizik penceraian. Ia adalah yang paling mudah untuk difahami, tetapi terlalu primitif dan bertepatan dengan realiti hanya dalam beberapa saat. Intipati teori ini ialah zat terlarut, yang masuk ke dalam larutan, terurai menjadi zarah bercas yang dipanggil ion. Zarah inilah yang menentukan sifat kimia larutan dan beberapa ciri fizikalnya, termasuk kekonduksian dan takat didih, takat lebur dan takat penghabluran.
Tetapi ada lagiteori kompleks yang menganggap penyelesaian sebagai sistem di mana zarah berinteraksi antara satu sama lain dan membentuk apa yang dipanggil pelarut - ion yang dikelilingi oleh dipol. Dipol ialah, secara amnya, molekul neutral, yang kutubnya bercas bertentangan. Dipol selalunya merupakan molekul pelarut. Masuk ke dalam larutan, bahan terlarut terurai menjadi ion, dan dipol tertarik kepada satu ion oleh hujung bercas bertentangan berkenaan dengan mereka, dan kepada ion lain oleh hujung bercas bertentangan yang lain, masing-masing. Oleh itu, pelarut diperoleh - molekul dengan cangkang molekul neutral lain.
Sekarang mari kita bercakap sedikit tentang intipati teori itu sendiri dan melihatnya dengan lebih dekat.
Teori penyelesaian
Pembentukan zarah tersebut boleh menerangkan banyak fenomena yang tidak dapat diterangkan menggunakan teori penyelesaian klasik. Sebagai contoh, kesan haba tindak balas pembubaran. Dari sudut pandangan teori Arrhenius, sukar untuk mengatakan mengapa, apabila satu bahan dilarutkan dalam bahan lain, haba boleh diserap dan dibebaskan. Ya, kekisi kristal dimusnahkan, dan oleh itu tenaga sama ada dibelanjakan dan larutan menyejuk, atau dibebaskan semasa pereputan disebabkan oleh tenaga berlebihan ikatan kimia. Tetapi ternyata mustahil untuk menjelaskan ini dari sudut pandangan teori klasik, kerana mekanisme pemusnahan itu sendiri tetap tidak dapat difahami. Dan jika kita menggunakan teori kimia penyelesaian, ia menjadi jelas bahawa molekul pelarut, terjepit ke dalam lompang kekisi, memusnahkannya dari dalam, seolah-olah "menutup"ion antara satu sama lain oleh cangkerang larutan.
Dalam bahagian seterusnya, kita akan melihat apa itu keterlarutan dan semua yang berkaitan dengan kuantiti yang kelihatan mudah dan intuitif ini.
Konsep keterlarutan
Adalah intuitif semata-mata bahawa keterlarutan menunjukkan seberapa baik bahan larut dalam pelarut tertentu. Walau bagaimanapun, kita biasanya tahu sedikit tentang sifat pembubaran bahan. Mengapa, sebagai contoh, kapur tidak larut dalam air, dan garam meja - sebaliknya? Ini semua tentang kekuatan ikatan dalam molekul. Jika ikatannya kuat, maka kerana ini, zarah-zarah ini tidak boleh berpecah menjadi ion, dengan itu memusnahkan kristal. Oleh itu, ia kekal tidak larut.
Keterlarutan ialah ciri kuantitatif yang menunjukkan nisbah zat terlarut dalam bentuk zarah terlarut. Nilainya bergantung pada sifat zat terlarut dan pelarut. Keterlarutan dalam air untuk bahan yang berbeza adalah berbeza, bergantung kepada ikatan antara atom dalam molekul. Bahan dengan ikatan kovalen mempunyai keterlarutan paling rendah, manakala bahan yang mempunyai ikatan ionik mempunyai yang paling tinggi.
Tetapi tidak selalu mungkin untuk memahami keterlarutan mana yang besar dan yang mana kecil. Oleh itu, dalam bahagian seterusnya, kita akan membincangkan apakah keterlarutan pelbagai bahan dalam air.
Perbandingan
Terdapat banyak pelarut cecair dalam alam semula jadi. Terdapat lebih banyak bahan alternatif yang boleh berfungsi sebagai yang terakhir apabila syarat tertentu dicapai, contohnya, tertentukeadaan agregat. Ia menjadi jelas bahawa jika anda mengumpul data mengenai keterlarutan antara satu sama lain bagi setiap pasangan "pelarut - pelarut", ia tidak akan cukup untuk selama-lamanya, kerana kombinasinya sangat besar. Oleh itu, kebetulan di planet kita air adalah pelarut dan piawai sejagat. Mereka melakukan ini kerana ia adalah yang paling biasa di Bumi.
Oleh itu, jadual keterlarutan air telah disusun untuk beratus-ratus dan beribu-ribu bahan. Kita semua telah melihatnya, tetapi dalam versi yang lebih pendek dan lebih mudah difahami. Sel-sel jadual mengandungi huruf yang menunjukkan bahan larut, tidak larut atau sedikit larut. Tetapi terdapat lebih banyak jadual khusus untuk mereka yang mahir dalam kimia. Ia menunjukkan nilai berangka yang tepat bagi keterlarutan dalam gram seliter larutan.
Sekarang mari kita beralih kepada teori perkara seperti keterlarutan.
Kimia Keterlarutan
Bagaimana proses pembubaran itu sendiri berlaku, kami telah menganalisis dalam bahagian sebelumnya. Tetapi bagaimana, sebagai contoh, untuk menulis semuanya sebagai reaksi? Segala-galanya tidak begitu mudah di sini. Contohnya, apabila asid dilarutkan, ion hidrogen bertindak balas dengan air untuk membentuk ion hidronium H3O+. Oleh itu, untuk HCl, persamaan tindak balas akan kelihatan seperti ini:
HCl + H2O =H3O+ + Cl-
Keterlarutan garam, bergantung pada strukturnya, juga ditentukan oleh tindak balas kimianya. Jenis yang terakhir bergantung pada struktur garam danikatan dalam molekulnya.
Kami telah mengetahui cara merekodkan keterlarutan garam dalam air secara grafik. Kini tiba masanya untuk aplikasi praktikal.
Permohonan
Jika anda menyenaraikan kes apabila nilai ini diperlukan, satu abad pun tidak mencukupi. Secara tidak langsung, dengan menggunakannya, anda boleh mengira kuantiti lain yang sangat penting untuk kajian sebarang penyelesaian. Tanpa itu, kita tidak akan dapat mengetahui kepekatan bahan yang tepat, aktivitinya, kita tidak akan dapat menilai sama ada ubat itu akan menyembuhkan seseorang atau membunuh (lagipun, air juga mengancam nyawa dalam kuantiti yang banyak).
Selain industri kimia dan tujuan saintifik, memahami intipati keterlarutan juga perlu dalam kehidupan seharian. Malah, kadang-kadang diperlukan untuk menyediakan, katakan, larutan supertepu bagi sesuatu bahan. Sebagai contoh, ini perlu untuk mendapatkan kristal garam untuk kerja rumah kanak-kanak. Mengetahui keterlarutan garam dalam air, kita boleh menentukan dengan mudah berapa banyak ia perlu dituangkan ke dalam bekas supaya ia mula memendakan dan membentuk kristal daripada lebihan.
Sebelum kita mengakhiri lawatan ringkas kita ke dalam kimia, mari kita bercakap tentang beberapa konsep yang berkaitan dengan keterlarutan.
Apa lagi yang menarik?
Pada pendapat kami, jika anda telah mencapai bahagian ini, anda mungkin sudah faham bahawa keterlarutan bukan sekadar kuantiti kimia yang pelik. Ia adalah asas untuk kuantiti lain. Dan antaranya: kepekatan, aktiviti, pemalar pemisahan, pH. Dan ini bukan senarai lengkap. Anda mesti pernah mendengar sekurang-kurangnya satudaripada kata-kata ini. Tanpa pengetahuan tentang sifat penyelesaian, yang kajiannya bermula dengan keterlarutan, kita tidak dapat membayangkan kimia dan fizik moden lagi. Apakah fizik di sini? Kadangkala ahli fizik juga berurusan dengan penyelesaian, mengukur kekonduksian mereka dan menggunakan sifat mereka yang lain untuk keperluan mereka sendiri.
Kesimpulan
Dalam artikel ini kita berkenalan dengan konsep kimia seperti keterlarutan. Ini mungkin maklumat yang agak berguna, kerana kebanyakan kita tidak memahami intipati mendalam teori penyelesaian tanpa mempunyai keinginan untuk menyelami kajiannya secara terperinci. Walau apa pun, ia sangat berguna untuk melatih otak anda dengan mempelajari sesuatu yang baru. Lagipun, seseorang mesti "belajar, belajar dan belajar semula" sepanjang hidupnya.
