האם יש הרבה חומרים טהורים מבחינה כימית בטבע? מה זה מי ים, חלב, חוטי פלדה - חומרים בודדים, או שהם מורכבים מכמה מרכיבים? במאמר שלנו, נכיר את תכונות הפתרונות - המערכות הפיזיקליות-כימיות הנפוצות ביותר בעלות הרכב משתנה. הם עשויים להכיל מספר רכיבים. אז חלב הוא תמיסה אורגנית המכילה מים, טיפות שומן, מולקולות חלבון ומלחי מינרלים. מהו פתרון וכיצד ניתן להשיגו? אנו נענה על שאלות אלו ועל שאלות נוספות במאמר שלנו.
שימוש בפתרונות ותפקידם בטבע
מטבוליזם בביוגאוצנוזים מתבצע בצורה של אינטראקציה של תרכובות מומסות במים. למשל, ספיגת תמיסת קרקע על ידי שורשי צמחים, הצטברות עמילן כתוצאה מפוטוסינתזה בצמחים, תהליכי עיכול של בעלי חיים ובני אדם - כולם תגובות המתרחשות בתמיסות כימיות. אי אפשר לדמיין תעשיות מודרניות: תעשיית חלל ומטוסים, תעשייה צבאית, אנרגיה גרעיניתללא שימוש בסגסוגות - פתרונות מוצקים עם מאפיינים טכניים ייחודיים. מספר גזים יכולים גם ליצור תערובות, שאנו יכולים לכנותן פתרונות. לדוגמה, אוויר הוא מערכת פיזיקלית וכימית המכילה רכיבים כמו חנקן, חמצן, פחמן דו חמצני וכו'.
מהו פתרון?
על ידי ערבוב יחד חומצה גופרתית ומים, אנו מקבלים את התמיסה המימית שלה. תחשוב ממה זה מורכב. נמצא את הממס - מים, את המומס - חומצה גופרתית ואת תוצרי האינטראקציה ביניהם. אלה כוללים קטיוני מימן, הידרוסולפט - ויוני סולפט. הרכב המערכת הפיזיקלית-כימית, המורכבת מממס ורכיבים, יהיה תלוי לא רק באיזה חומר הוא הממס.
הממס הנפוץ והחשוב ביותר הוא מים. גם לאופי הרכיבים המומסים יש חשיבות רבה. ניתן לחלק אותם באופן גס לשלוש קבוצות. אלו הן תרכובות כמעט בלתי מסיסות, מעט מסיסות ומסיסות מאוד. הקבוצה האחרונה היא החשובה ביותר. זה כולל את רוב המלחים, חומצות, אלקליות, אלכוהול, חד-סוכרים. תרכובות מסיסות גרועות הן גם נפוצות למדי בטבע. אלה הם גבס, חנקן, מתאן, חמצן. כמעט בלתי מסיסים במים יהיו מתכות, גזים אצילים: ארגון, הליום וכו', נפט, שמנים.
איך לכמת את המסיסות של תרכובת
ריכוז תמיסה רוויה הוא הערך החשוב ביותר שמראה את מסיסותו של חומר. שֶׁלָהמבוטא כערך השווה מספרית למסה של התרכובת ב-100 גרם תמיסה. לדוגמה, מוצר רפואי מחטא - אלכוהול סליצילי נמכר בבתי מרקחת בצורה של תמיסת אלכוהול 1%. המשמעות היא ש-100 גרם מהתמיסה מכילה 1 גרם של החומר הפעיל. מהי המסה הגדולה ביותר של נתרן כלורי שניתן להמיס ב-100 גרם ממס בטמפרטורה מסוימת? אתה יכול למצוא את התשובה לשאלה זו באמצעות טבלה מיוחדת של עקומות מסיסות עבור תרכובות מוצקות. אז, בטמפרטורה של 10 ⁰С, ניתן להמיס 38 גרם של מלח שולחן ב-100 גרם מים, ב-80 ⁰С - 40 גרם של החומר. איך לגרום לתמיסה לדלל? אתה צריך להוסיף לו כמות מסוימת של מים. אפשר להעלות את ריכוז המערכת הפיזיקוכימית על ידי אידוי התמיסה, או על ידי הוספת חלק מסוים מהתרכובת המומסת לה.
סוגי פתרונות
בטמפרטורה מסוימת, המערכת יכולה להיות בשיווי משקל עם התרכובת המומסת בצורת המשקע שלה. במקרה זה, מדברים על פתרון רווי. איך להפוך פתרון רווי? לשם כך, עיין בטבלת המסיסות של מוצקים. לדוגמה, מלח שולחן במשקל 31 גרם מוכנס למים בטמפרטורה של 20 ºС ובלחץ רגיל, ואז מערבבים אותו היטב. עם חימום נוסף והחדרת חלק נוסף של מלח, עודף שלו מבטיח היווצרות של תמיסה רוויה. קירור המערכת יוביל לתהליך של משקעים של גבישי נתרן כלורי. תמיסות מדוללות ייקראו תמיסות כאלה שבהן ריכוז התרכובות בהשוואה לנפח הממס יהיהקטן מספיק. לדוגמה, תמיסת מלח, שהיא חלק מפלסמת הדם ומשמשת ברפואה לאחר שעברו התערבויות כירורגיות, היא תמיסה של 0.9% נתרן כלורי.
מנגנון פירוק החומר
לאחר שקלטנו את השאלה מהו פתרון, בואו נקבע אילו תהליכים עומדים בבסיס היווצרותו. בלב תופעת הפירוק של חומרים אנו רואים את האינטראקציה של טרנספורמציות פיזיקליות וכימיות כאחד. את התפקיד העיקרי בהם ממלאת תופעת ההרס של קשרים כימיים: קוטבי קוולנטי או יוני, במולקולות של התרכובת המומסת. ההיבט הפיזי של שבירת הקשר מתבטא בספיגת אנרגיה. ישנה גם אינטראקציה של חלקיקי ממס עם מולקולות מומסות, המכונה solvation, במקרה של תמיסות מימיות - הידרציה. זה מלווה לא רק בהופעת קשרים חדשים, אלא גם בשחרור אנרגיה.
במאמר שלנו, בדקנו את השאלה מהו פתרון, וכן גילינו את המנגנון להיווצרות פתרונות ומשמעותם.
