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 גדול יותר בין מדיום הפיזור לשלב המפוזר.
ניתן להשיג קריסטלים בגדלים שונים מכל חומר כימי. בכל מקרה, יהיה להם אותו מבנה פנימי: סריג קריסטל יוני או מולקולרי.
Dissolve
בתהליך המסת גרגירי נתרן כלורי וסוכר במים נוצרת תמיסה יונית ומולקולרית. בהתאם למידת הפיצול, החומר יכול להיות בצורה:
- חלקיקים מאקרוסקופיים גלויים גדולים מ-0.2 מ"מ;
- חלקיקים מיקרוסקופיים קטנים מ-0.2 מ"מ ניתנים ללכוד רק במיקרוסקופ.
תמיסות אמיתיות וקולואידיות נבדלות בגודל של חלקיקי המומס. גבישים בלתי נראים במיקרוסקופ נקראים חלקיקים קולואידים, והמצב שנוצר נקרא תמיסה קולואידית.
שלב הפתרון
במקרים רבים, פתרונות אמיתיים הם מערכות מרוסקות (פזורות) מסוג הומוגניות. הם מכילים פאזה רציפה רציפה - תווך פיזור, וחלקיקים מרוסקים בעלי צורה וגודל מסוימים (פאזה מפוזרת). במה שונים פתרונות קולואידים ממערכות אמיתיות?
ההבדל העיקרי הוא גודל החלקיקים. מערכות מפוזרות קולואידיות נחשבות להטרוגניות, מכיוון שאי אפשר לזהות את גבול הפאזה במיקרוסקופ אור.
פתרונות אמיתיים - זו האפשרות כאשר בסביבה מוצג חומר בצורה של יונים או מולקולות. הם מתייחסים לפתרונות הומוגניים חד פאזיים.
פירוק הדדי של מדיום הפיזור והחומר המפוזר נחשב כתנאי מוקדם ליצירת מערכות פיזור. לדוגמה, נתרן כלורי וסוכרוז אינם מסיסים בבנזן ובנפט, ולכן לא ייווצרו פתרונות קולואידים בממס כזה.
סיווג של מערכות מפוזרות
איך מחולקות מערכות מפוזרות? פתרונות אמיתיים, מערכות קולואידיות שונות בכמה דרכים.
יש חלוקה של מערכות מפוזרות לפי מצב הצבירה של המדיום והשלב המפוזר, היווצרות או העדר אינטראקציה ביניהן.
תכונות
ישנם מאפיינים כמותיים מסוימים של פיזור החומר. קודם כל מבחינים במידת הפיזור. ערך זה הוא ההדדיות של גודל החלקיקים. היאמאפיין את מספר החלקיקים שניתן למקם בשורה במרחק של סנטימטר אחד.
במקרה שלכל החלקיקים אותו גודל, נוצרת מערכת מונו-פזרת. עם חלקיקים לא שווים של הפאזה המפוזרת, נוצרת מערכת polydisperse.
עם עלייה בפיזור של חומר, התהליכים המתרחשים במשטח הממשק מתגברים בו. לדוגמה, המשטח הספציפי של השלב המפוזר גדל, ההשפעה הפיזיקוכימית של המדיום בממשק בין שני שלבים גדלה.
גרסאות של מערכות פיזור
בהתאם לשלב שבו יהיה המומס, נבדלות גרסאות שונות של מערכות מפוזרות.
אירוסולים הם מערכות מפוזרות שבהן המדיום המפוזר מוצג בצורת גז. ערפלים הם אירוסולים בעלי שלב מפוזר נוזלי. עשן ואבק נוצרים על ידי השלב המפוזר המוצק.
קצף הוא פיזור בנוזל של חומר גזי. נוזלים בקצף מתדרדרים לסרטים שמפרידים בין בועות גז.
אמולסיות הן מערכות מפוזרות, שבהן נוזל אחד מתפזר על פני הנפח של אחר מבלי להתמוסס בו.
תרחיפים או תרחיפים הם מערכות בפיזור נמוך שבהן חלקיקים מוצקים נמצאים בנוזל. תמיסות קולואידיות או סוליות במערכת פיזור מימית נקראות הידרוסולים.
בהתאם לנוכחות (היעדר) בין חלקיקי הפאזה המפוזרת, מבחינים במערכות מפוזרות בחופשיות או בפיזור קוהרנטי. לקבוצה הראשונהכוללים lyosols, אירוסולים, תחליבים, השעיות. במערכות כאלה, אין מגע בין החלקיקים לשלב המפוזר. הם נעים בחופשיות בתמיסה תחת השפעת כוח הכבידה.
מערכות מלוכדות-מפוזרות נוצרות במקרה של מגע של חלקיקים עם פאזה מפוזרת, כתוצאה מכך נוצרים מבנים בצורת רשת או מסגרת. מערכות קולואידיות כאלה נקראות ג'לים.
תהליך הג'לציה (ג'לטיניזציה) הוא הפיכת סול לג'ל, המבוסס על ירידה ביציבות הסול המקורי. דוגמאות למערכות פיזור מלוכדות הן תרחיפים, תחליבים, אבקות, קצפים. הם כוללים גם אדמה שנוצרת בתהליך של אינטראקציה של חומרים אורגניים (חומוס) ומינרלים בקרקע.
מערכות מפוזרות בנימים נבדלות במסה רציפה של חומר החודר לנימים ולנקבוביות. הם נחשבים לבדים, ממברנות שונות, עץ, קרטון, נייר.
פתרונות אמיתיים הם מערכות הומוגניות המורכבות משני מרכיבים. הם יכולים להתקיים בממסים במצב צבירה שונה. ממס הוא חומר שנלקח בעודף. רכיב שנלקח בכמות לא מספקת נחשב כמומס.
תכונות של פתרונות
סגסוגות קשות הן גם פתרונות שבהם מתכות שונות פועלות כתווך ורכיב מפוזרים. מנקודת מבט מעשית, מעניינות במיוחד תערובות נוזליות כאלה שבהן הנוזל פועל כממס.
ממספר אורגניממיסים בעלי עניין מיוחד הם מים. כמעט תמיד, פתרון אמיתי נוצר כאשר חלקיקים של מומס מעורבבים עם מים.
בין התרכובות האורגניות, החומרים הבאים הם ממסים מצוינים: אתנול, מתנול, בנזן, פחמן טטרכלוריד, אצטון. עקב התנועה הכאוטית של המולקולות או היונים של הרכיב המומס, הם עוברים חלקית לתוך התמיסה, ויוצרים מערכת הומוגנית חדשה.
חומרים שונים ביכולתם ליצור פתרונות. חלקם ניתן לערבב אחד עם השני בכמויות בלתי מוגבלות. דוגמה לכך היא פירוק גבישי מלח במים.
מהות תהליך הפירוק מנקודת המבט של התיאוריה המולקולרית-קינטית היא שאחרי הכנסת גבישי נתרן כלורי לממס, הוא מתפרק לקטיוני נתרן ולאניוני כלור. חלקיקים טעונים מתנודדים, 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 פיזור של חלקיקים של חומר בכל נפח הממס.
סוגי פתרונות אמיתיים
פתרון אמיתי היא מערכת המחולקת למספר סוגים. יש סיווג של מערכות כאלה למימיות ולא מימיות לפי סוג הממס. הם גם מסווגים על פי וריאנט המומס לבסיסים, חומצות, מלחים.
לאכולסוגים שונים של פתרונות אמיתיים ביחס לזרם חשמלי: לא אלקטרוליטים, אלקטרוליטים. בהתאם לריכוז המומס, ניתן לדלל או לרכז אותם.
פתרונות אמיתיים של חומרים נמוכים מולקולריים מנקודת מבט תרמודינמית מחולקים לאמיתיים ואידיאליים.
תמיסות כאלה יכולות להיות מפוזרות יונים, כמו גם מערכות מפוזרות מולקולריות.
רוויה של פתרונות
תלוי כמה חלקיקים נכנסים לתמיסה, יש תמיסות על רוויות, בלתי רוויות, רוויות. תמיסה היא מערכת הומוגנית נוזלית או מוצקה, המורכבת ממספר מרכיבים. בכל מערכת כזו, בהכרח קיים ממס, כמו גם מומס. כאשר חלק מהחומרים מומסים, משתחרר חום.
תהליך כזה מאשר את תורת הפתרונות, לפיה הפירוק נחשב כתהליך פיזיקלי וכימי. יש חלוקה של תהליך המסיסות לשלוש קבוצות. הראשונים הם אותם חומרים שמסוגלים להתמוסס בכמות של 10 גרם ב-100 גרם של ממס, הם נקראים מסיסים מאוד.
חומרים נחשבים למסיסים במשורה אם פחות מ-10 גרם מתמוססים ב-100 גרם מהרכיב, השאר נקראים בלתי מסיסים.
מסקנה
מערכות המורכבות מחלקיקים במצב צבירה שונה, גדלי חלקיקים, נחוצות לחיי אדם נורמליים. נכון, פתרונות קולואידים, שנדונו לעיל, רגיליםייצור תרופות, ייצור מזון. לדעת את ריכוז המומס, אתה יכול להכין באופן עצמאי את הפתרון הדרוש, למשל, אלכוהול אתילי או חומצה אצטית, למטרות שונות בחיי היומיום. בהתאם למצב הצבירה של המומס והממס, למערכות המתקבלות יש מאפיינים פיזיקליים וכימיים מסוימים.
