מסיסות של חומרים: טבלה. מסיסות של חומרים במים

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 05:26

בחיי היומיום, אנשים כמעט ולא נתקלים בחומרים טהורים. רוב הפריטים הם תערובות של חומרים.

תמיסה היא תערובת הומוגנית שבה הרכיבים מעורבבים באופן שווה. ישנם מספר סוגים לפי גודל החלקיקים: מערכות גסות, תמיסות מולקולריות ומערכות קולואידיות, הנקראות לרוב סול. מאמר זה עוסק בפתרונות מולקולריים (או אמיתיים). מסיסות החומרים במים היא אחד התנאים העיקריים המשפיעים על היווצרות תרכובות.

מסיסות של חומרים: מה זה ולמה זה נחוץ

כדי להבין את הנושא הזה, אתה צריך לדעת מה הם פתרונות ומסיסות של חומרים. במילים פשוטות, זוהי היכולת של חומר להתאחד עם חומר אחר וליצור תערובת הומוגנית. מנקודת מבט מדעית, ניתן לשקול הגדרה מורכבת יותר. המסיסות של חומרים היא היכולת שלהם ליצור קומפוזיציות הומוגניות (או הטרוגניות) עם חומר אחד או יותר עם חלוקה מפוזרת של רכיבים. ישנן מספר סוגים של חומרים ותרכובות:

• instant;
• מסיס גרוע;
• לא מסיס.

מה אומר מדד המסיסות של חומר

תכולת החומר בתערובת רוויה היא מדד למסיסותו. כאמור, לגבי כל החומרים זה שונה. מסיסים הם אלו שיכולים לדלל יותר מ-10 גרם מעצמם ב-100 גרם מים. הקטגוריה השנייה היא פחות מ-1 גרם באותם תנאים. כמעט בלתי מסיסים הם אלה שבתערובת שלהם עוברים פחות מ-0.01 גרם מהרכיב. במקרה זה, החומר אינו יכול להעביר את המולקולות שלו למים.

מהו מקדם המסיסות

מקדם המסיסות (k) הוא אינדיקטור למסה המקסימלית של חומר (g) שניתן לדלל ב-100 גרם מים או חומר אחר.

סולנטים

תהליך זה כולל ממס ומומס. הראשון שונה בכך שבתחילה הוא נמצא באותו מצב של צבירה כמו התערובת הסופית. ככלל, הוא נלקח בכמויות גדולות יותר.

עם זאת, אנשים רבים יודעים שהמים תופסים מקום מיוחד בכימיה. יש חוקים נפרדים לזה. תמיסה שבה קיים H₂O נקראת תמיסה מימית. כשמדברים עליהם, הנוזל הוא חומר מיצוי גם כשהוא בכמות קטנה יותר. דוגמה לכך היא תמיסה של 80% של חומצה חנקתית במים. הפרופורציות כאן אינן שוות למרות ששיעור המים קטן מהחומצה, לא נכון לקרוא לחומר תמיסה של 20% של מים בחומצה חנקתית.

יש תערובות שחסרות להן H₂O. הם ישאו את השםלא מימי. פתרונות אלקטרוליטים כאלה הם מוליכים יוניים. הם מכילים יחיד או תערובות של מיצוי. הם מורכבים מיונים ומולקולות. הם משמשים בתעשיות כמו רפואה, ייצור כימיקלים ביתיים, קוסמטיקה ותחומים נוספים. הם יכולים לשלב כמה חומרים רצויים עם מסיסות שונה. המרכיבים של מוצרים רבים המיושמים חיצונית הינם הידרופוביים. במילים אחרות, הם אינם מקיימים אינטראקציה טובה עם מים. בתערובות כאלה, הממסים עשויים להיות נדיפים, לא נדיפים או משולבים. חומרים אורגניים במקרה הראשון ממיסים שומנים היטב. החומרים הנדיפים כוללים אלכוהול, פחמימנים, אלדהידים ואחרים. לעתים קרובות הם כלולים בכימיקלים ביתיים. לא נדיפים משמשים לרוב לייצור משחות. אלו הם שמנים שומניים, פרפין נוזלי, גליצרין ואחרים. בשילוב תערובת של נדיפים ולא נדיפים, למשל, אתנול עם גליצרין, גליצרין עם דימקסיד. הם עשויים להכיל גם מים.

סוגי פתרונות לפי דרגת רוויה

תמיסה רוויה היא תערובת של כימיקלים המכילה את הריכוז המרבי של חומר אחד בממס בטמפרטורה מסוימת. זה לא יתרבה יותר. בהכנת חומר מוצק ניכרים משקעים שנמצאים איתו בשיווי משקל דינמי. מושג זה פירושו מצב שנמשך בזמן עקב זרימתו בו-זמנית בשני כיוונים מנוגדים (תגובות קדימה ואחורה) באותה מהירות.

אם החומרבטמפרטורה קבועה עדיין יכול להתפרק, אז הפתרון הזה הוא בלתי רווי. הם יציבים. אבל אם תמשיך להוסיף להם חומר, אז הוא ידלול במים (או נוזל אחר) עד שיגיע לריכוז המרבי שלו.

מבט נוסף - רווי יתר. הוא מכיל יותר מומס ממה שיכול להיות בטמפרטורה קבועה. בשל העובדה שהם נמצאים בשיווי משקל לא יציב, השפעה פיזית עליהם גורמת להתגבשות.

איך מבדילים בין פתרון רווי לבלתי רווי?

זה קל מספיק לעשות. אם החומר הוא מוצק, אז ניתן לראות משקעים בתמיסה רוויה. במקרה זה, המיצוי יכול להסמיך, כמו, למשל, בהרכב רווי, מים שהוסיפו להם סוכר.

אבל אם תשנה את התנאים, תעלה את הטמפרטורה, אז זה לא ייחשב יותר. רווי, שכן בטמפרטורה גבוהה יותר הריכוז המרבי של חומר זה יהיה אחר.

תיאוריות של אינטראקציה של מרכיבי פתרונות

ישנן שלוש תיאוריות בנוגע לאינטראקציה של יסודות בתערובת: פיזיקלית, כימית ומודרנית. המחברים של הראשון הם Svante August Arrhenius ווילהלם פרידריך אוסטוולד. הם הניחו שבגלל דיפוזיה חלקיקי הממס והמומס היו מפוזרים באופן שווה בכל נפח התערובת, אך לא הייתה אינטראקציה ביניהם. התיאוריה הכימית שהעלה דמיטרי איבנוביץ' מנדלייב היא הפוכה ממנה. לפי זה, כתוצאה מאינטראקציה כימית ביניהם, לא יציבתרכובות בעלות הרכב קבוע או משתנה, המכונות סולבטים.

כיום, נעשה שימוש בתיאוריה המאוחדת של ולדימיר אלכסנדרוביץ' קיסטיאקובסקי ואיבן אלכסייביץ' קבלוקוב. הוא משלב פיסיקלי וכימי. התיאוריה המודרנית אומרת שבתמיסה יש גם חלקיקים שאינם מקיימים אינטראקציה של חומרים וגם תוצרי האינטראקציה ביניהם - סולבטים, שאת קיומם הוכיח מנדלייב. במקרה שהמחלץ הוא מים, הם נקראים הידרטים. התופעה בה נוצרים סולבטים (הידרטים) נקראת סולווציה (הידרציה). הוא משפיע על כל התהליכים הפיזיקליים והכימיים ומשנה את תכונות המולקולות בתערובת. הפתרון מתרחש בשל העובדה שמעטפת הפתרון, המורכבת ממולקולות של חומר המיצוי הקשורים אליו באופן הדוק, מקיפה את מולקולת המומס.

גורמים המשפיעים על מסיסות חומרים

הרכב כימי של חומרים. הכלל "כמו מושך כמו" חל גם על ריאגנטים. חומרים הדומים בתכונות הפיזיקליות והכימיות יכולים להתמוסס הדדית מהר יותר. לדוגמה, תרכובות לא קוטביות מקיימות אינטראקציה טובה עם תרכובות לא קוטביות. חומרים בעלי מולקולות קוטביות או מבנה יוני מדוללים בקוטביים, למשל, במים. מלחים, אלקליות ורכיבים אחרים מתפרקים בו, בעוד שאינם קוטביים עושים את ההיפך. אפשר לתת דוגמה פשוטה. כדי להכין תמיסה רוויה של סוכר במים, נדרשת כמות גדולה יותר של חומר מאשר במקרה של מלח. מה זה אומר? במילים פשוטות, אתה יכול להתרבות הרבה יותרסוכר במים מאשר במלח.

טמפרטורה. כדי להגביר את מסיסות המוצקים בנוזל, אתה צריך להעלות את הטמפרטורה של המיצוי (עובד ברוב המקרים). ניתן להציג דוגמה. אם תשים קורט נתרן כלורי (מלח) במים קרים, תהליך זה ייקח הרבה זמן. אם אתה עושה את אותו הדבר עם מדיום חם, אז הפירוק יהיה הרבה יותר מהר. זה מוסבר על ידי העובדה שכתוצאה מעלייה בטמפרטורה, האנרגיה הקינטית עולה, שכמות משמעותית ממנה מושקעת לעתים קרובות על הרס של קשרים בין מולקולות ויונים של מוצק. עם זאת, כאשר הטמפרטורה עולה במקרה של מלחי ליתיום, מגנזיום, אלומיניום ואלקלי, מסיסותם יורדת.

לחץ. גורם זה משפיע רק על גזים. המסיסות שלהם עולה עם הלחץ הגובר. אחרי הכל, נפח הגזים מצטמצם.

שנה שיעור פירוק

אל תבלבלו מחוון זה עם מסיסות. אחרי הכל, גורמים שונים משפיעים על השינוי בשני האינדיקטורים הללו.

מידת הפיצול של החומר המומס. גורם זה משפיע על מסיסות המוצקים בנוזלים. במצב השלם (הגושי), ההרכב מדולל יותר מזה שנשבר לחתיכות קטנות. בואו ניקח דוגמה. לגוש מוצק של מלח ייקח הרבה יותר זמן להתמוסס במים מאשר למלח בצורת חול.

מהירות ערבוב. כידוע, תהליך זה ניתן לזרז על ידי ערבוב. גם המהירות שלו חשובה, כי ככל שהוא גדול יותר, כך הוא יתמוסס מהר יותר.חומר בנוזל.

למה אנחנו צריכים לדעת את המסיסות של מוצקים במים?

קודם כל, יש צורך בתוכניות כאלה כדי לפתור משוואות כימיות בצורה נכונה. בטבלת המסיסות יש מטענים של כל החומרים. הם צריכים להיות ידועים כדי לרשום נכון את הריאגנטים ולנסח את המשוואה של תגובה כימית. מסיסות במים מציינת אם המלח או הבסיס יכולים להתנתק. לתרכובות מימיות המוליכות זרם יש אלקטרוליטים חזקים בהרכבן. יש עוד סוג. אלה שמוליכים זרם גרוע נחשבים לאלקטרוליטים חלשים. במקרה הראשון, הרכיבים הם חומרים מיוננים לחלוטין במים. ואילו אלקטרוליטים חלשים מראים את האינדיקטור הזה רק במידה מועטה.

משוואות תגובה כימית

יש כמה סוגים של משוואות: מולקולרית, יונית מלאה ויוניית קצרה. למעשה, האפשרות האחרונה היא צורה מקוצרת של מולקולרית. זו התשובה הסופית. המשוואה המלאה מכילה את המגיבים ותוצרי התגובה. כעת מגיע תורה של טבלת המסיסות של החומרים. ראשית יש לבדוק האם התגובה ברת ביצוע, כלומר האם מתקיים אחד התנאים לתגובה. יש רק 3 מהם: היווצרות מים, שחרור גז, משקעים. אם שני התנאים הראשונים לא מתקיימים, עליך לבדוק את האחרון. כדי לעשות זאת, עליך להסתכל בטבלת המסיסות ולגלות אם יש מלח או בסיס בלתי מסיס בתוצרי התגובה. אם כן, אז זה יהיה המשקע. יתרה מכך, הטבלה תידרש לכתוב את המשוואה היונית. מכיוון שכל המלחים והבסיסים המסיסים הם אלקטרוליטים חזקים,ואז הם יתפרקו לקטיונים ואניונים. יתר על כן, יונים לא קשורים מצטמצמים, והמשוואה כתובה בצורה קצרה. דוגמה:

1. K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄ ↓+2HCl,
2. 2K+2SO₄+Ba+2Cl=BaSO₄↓+2K+2Cl,
3. Ba+SO4=BaSO₄↓.

לכן, טבלת המסיסות של חומרים היא אחד מתנאי המפתח לפתרון משוואות יוניות.

טבלה מפורטת עוזרת לך לגלות כמה רכיב אתה צריך לקחת כדי להכין תערובת עשירה.

טבלת מסיסות

זו הטבלה הלא מלאה הרגילה. חשוב שטמפרטורת המים תצוין כאן, שכן היא אחד הגורמים שכבר דנו עליהם למעלה.

איך להשתמש בטבלת המסיסות?

טבלת המסיסות של חומרים במים היא אחד העוזרים העיקריים של כימאי. הוא מראה כיצד חומרים ותרכובות שונות מתקשרות עם מים. המסיסות של מוצקים בנוזל היא אינדיקטור שבלעדיו מניפולציות כימיות רבות בלתי אפשריות.

הטבלה קלה מאוד לשימוש. קטיונים (חלקיקים בעלי מטען חיובי) כתובים בשורה הראשונה, אניונים (חלקיקים בעלי מטען שלילי) כתובים בשורה השנייה. רוב הטבלה תפוסה על ידי רשת עם סמלים מסוימים בכל תא. אלו הן האותיות "P", "M", "H" והסימנים "-" ו-"?".

• "P" - תרכובת מתמוססת;
• "M" - מתמוסס מעט;
• "H" - אינו מתמוסס;
• "-" - לא קיים קשר;
• "?" - אין מידע על קיומו של החיבור.

יש תא אחד ריק בטבלה זו - זה מים.

דוגמה פשוטה

עכשיו לגבי איך לעבוד עם חומר כזה. נניח שצריך לברר אם מלח מסיס במים - MgSo₄ (מגנזיום סולפט). כדי לעשות זאת, עליך למצוא את העמודה Mg²⁺ ולרדת אל השורה SO₄^{2-. בצומת שלהם מופיעה האות P, כלומר התרכובת מסיסה.}

מסקנה

לכן, חקרנו את שאלת המסיסות של חומרים במים ולא רק. ללא ספק, ידע זה יהיה שימושי במחקר נוסף של כימיה. הרי מסיסות החומרים משחקת שם תפקיד חשוב. זה יהיה שימושי לפתרון משוואות כימיות ובעיות שונות.