Ci sono molte sostanze chimicamente pure in natura? Che cos'è l'acqua di mare, il latte, il filo di acciaio: singole sostanze o sono costituite da più componenti? Nel nostro articolo conosceremo le proprietà delle soluzioni: i sistemi fisico-chimici più comuni che hanno una composizione variabile. Possono contenere diversi componenti. Il latte è quindi una soluzione organica contenente acqua, gocce di grasso, molecole proteiche e sali minerali. Che cos'è una soluzione e come può essere ottenuta? Risponderemo a questa e ad altre domande nel nostro articolo.
Utilizzo delle soluzioni e loro ruolo in natura
Il metabolismo nelle biogeocenosi si svolge sotto forma di interazione di composti disciolti in acqua. Ad esempio, l'assorbimento della soluzione del suolo da parte delle radici delle piante, l'accumulo di amido a seguito della fotosintesi nelle piante, i processi digestivi di animali e umani: sono tutte reazioni che si verificano nelle soluzioni chimiche. È impossibile immaginare le industrie moderne: industria spaziale e aeronautica, industria militare, energia nuclearesenza l'uso di leghe - soluzioni solide con caratteristiche tecniche uniche. Diversi gas possono anche formare miscele, che possiamo chiamare soluzioni. Ad esempio, l'aria è un sistema fisico e chimico che contiene componenti come azoto, ossigeno, anidride carbonica, ecc.
Che cos'è una soluzione?
Mescolando insieme acido solfato e acqua, otteniamo la sua soluzione acquosa. Considera in cosa consiste. Troveremo il solvente - acqua, il soluto - acido solforico ei prodotti della loro interazione. Questi includono cationi idrogeno, idrosolfato e ioni solfato. La composizione del sistema fisico-chimico, costituito da un solvente e componenti, dipenderà non solo da quale sostanza è il solvente.
Il solvente più comune e importante è l'acqua. Anche la natura dei componenti disciolti è di grande importanza. Possono essere approssimativamente divisi in tre gruppi. Si tratta di composti praticamente insolubili, poco solubili e altamente solubili. L'ultimo gruppo è il più importante. Include la maggior parte dei sali, acidi, alcali, alcoli, monosaccaridi. Anche i composti scarsamente solubili sono abbastanza comuni in natura. Questi sono gesso, azoto, metano, ossigeno. Praticamente insolubili in acqua saranno metalli, gas nobili: argon, elio, ecc., cherosene, oli.
Come quantificare la solubilità di un composto
La concentrazione di una soluzione satura è il valore più importante che mostra la solubilità di una sostanza. Suaespresso come valore numericamente uguale alla massa del composto in 100 g di soluzione. Ad esempio, un prodotto medico disinfettante: l'alcol salicilico viene venduto in farmacia sotto forma di una soluzione alcolica all'1%. Ciò significa che 100 g della soluzione contengono 1 grammo del principio attivo. Qual è la massa più grande di cloruro di sodio che può essere disciolta in 100 g di solvente ad una certa temperatura? Puoi trovare la risposta a questa domanda usando una tabella speciale di curve di solubilità per composti solidi. Quindi, a una temperatura di 10 ⁰С, 38 g di sale da cucina possono essere sciolti in 100 g di acqua, a 80 ⁰С - 40 g di sostanza. Come diluire una soluzione? Devi aggiungere una certa quantità di acqua. È possibile aumentare la concentrazione del sistema fisico-chimico facendo evaporare la soluzione, oppure aggiungendovi una certa porzione del composto disciolto.
Tipi di soluzioni
A una certa temperatura, il sistema può essere in equilibrio con il composto disciolto sotto forma del suo precipitato. In questo caso si parla di soluzione satura. Come rendere una soluzione satura? Per fare ciò, fare riferimento alla tabella di solubilità dei solidi. Ad esempio, il sale da cucina del peso di 31 g viene introdotto nell'acqua a una temperatura di 20 ºС e a una pressione normale, quindi viene ben mescolato. Con il riscaldamento aggiuntivo e l'introduzione di una porzione aggiuntiva di sale, il suo eccesso garantisce la formazione di una soluzione supersatura. Il raffreddamento del sistema porterà al processo di precipitazione dei cristalli di cloruro di sodio. Le soluzioni diluite saranno chiamate tali soluzioni in cui sarà la concentrazione dei composti rispetto al volume del solventeabbastanza piccolo. Ad esempio, la soluzione salina, che fa parte del plasma sanguigno e utilizzata in medicina dopo aver subito interventi chirurgici, è una soluzione di cloruro di sodio allo 0,9%.
Meccanismo di dissoluzione della sostanza
Dopo aver considerato la domanda su cosa sia una soluzione, determiniamo quali processi sono alla base della sua formazione. Al centro del fenomeno della dissoluzione delle sostanze, c'è l'interazione di trasformazioni sia fisiche che chimiche. Il ruolo principale in essi è svolto dal fenomeno della distruzione dei legami chimici: polare covalente o ionico, nelle molecole del composto disciolto. L'aspetto fisico della rottura del legame si esprime nell'assorbimento di energia. Esiste anche un'interazione di particelle di solvente con molecole di soluto, chiamata solvatazione, nel caso di soluzioni acquose - idratazione. È accompagnato non solo dall'emergere di nuovi legami, ma anche dal rilascio di energia.
Nel nostro articolo, abbiamo esaminato la domanda su cosa sia una soluzione e abbiamo anche scoperto il meccanismo per la formazione delle soluzioni e il loro significato.
