Истинското решение: определение, атрибути, състав, свойства, примери

Решенията, както и процесът на тяхното формиране, са от голямо значение в света около нас. Водата и въздухът са двама от техните представители, без които животът на Земята е невъзможен. Повечето биологични течности в растенията и животните също са решения. Процесът на храносмилане на храната е неразривно свързан с разпадането на хранителните вещества.

Всяко производство е свързано с използването на някои видове решения. Те се използват в текстилната, хранителната, фармацевтичната промишленост, металообработването, добива на минерали, производството на пластмаси и влакна. Ето защо е важно да разберете какво представляват, да знаете техните свойства и отличителни черти.

Знаци на истински решения

Разтвори се разбира, че означава многокомпонентни хомогенни системи, образувани, когато един компонент е разпределен в друг. Те се наричат ​​също дисперсни системи, които, в зависимост от размерите на частиците, които ги образуват, се разделят на колоидни системи, суспензии и истински решения.

В последния компонентите са в състояние на разделяне на молекули, атоми или йони. За такива молекулярно-диспергирани системи са характерни следните характеристики:

• афинитет (взаимодействие);
• спонтанно обучение;
• постоянство на концентрацията;
• хомогенност;
• стабилност.

С други думи, те могат да се образуват, ако има взаимодействие между компонентите, което води до спонтанно отделяне на материята в най-малките частици без усилие, упражнявано външно. Получените решения трябва да бъдат еднофазни, т.е. не трябва да има интерфейс между съставните части. Последната характеристика е най-важната, тъй като процесът на спонтанно разтваряне може да продължи само ако е енергийно благоприятен за системата. Това намалява свободната енергия и системата става равновесна. Като се вземат предвид всички тези характеристики, можем да формулираме следната дефиниция:

Истинското решение е стабилна равновесна система от взаимодействащи частици от две или повече вещества, чиито размери не надвишават 10^-7 cm, т.е. са съизмерими с атоми, молекули и йони.

Едно от веществата е разтворител (като правило това е компонентът, чиято концентрация е по-висока), а останалите - с разтворени вещества. Ако изходните материали са в различни агрегатни състояния, тогава се приема, че разтворителят е този, който не го е променил.

Видове истински решения

за агрегатно състояние разтворите са течни, газообразни и твърди. Най-често срещаните течни системи и те също са разделени на няколко вида в зависимост от първоначалното състояние на разтвореното вещество:

• твърдо вещество в течност, например захар или сол във вода;
• течност в течност, например сярна или солна киселина във вода;
• газообразно в течност, например кислород или въглероден диоксид във вода.

Разтворителят обаче може да бъде не само вода. и от естеството на разтворителя всички течни разтвори се разделят на водни разтвори, ако веществата се разтварят във вода и неводни, ако веществата се разтварят в етер, етанол, бензен и др.

На електрическа проводимост Разтворите се разделят на електролити и не-електролити. Електролитите са съединения с преобладаващо йонна кристална връзка, които се дисоциират в разтвор, за да образуват йони. Електролитите се разтварят в атоми или молекули, когато се разтварят.

В реални решения протичат два противоположни процеса едновременно: разтваряне на веществото и неговата кристализация. В зависимост от от равновесното положение в системата "разтворено вещество-разтвор", както следва видове решения:

• наситена, когато скоростта на разтваряне на определено вещество е равна на скоростта на нейната кристализация, т.е. разтворът е в равновесие с разтварящото вещество;
• ненаситени, ако съдържат по-малко разтворено вещество в сравнение с наситена при същата температура;
• пренаситени, които съдържат излишък от разтворено вещество в сравнение с наситения, и един кристал е достатъчен за иницииране на активна кристализация.

Като количествена характеристика, отразяваща съдържанието на даден компонент в разтвори, концентрация. Разтворите с ниско съдържание на разтворено вещество се наричат ​​разредени и с висока концентрация.

Начини за изразяване на концентрация

Масова фракция (омега) - маса на веществото (m_{на островите}), отнасящи се до теглото на разтвора (m_R-ра). В този случай масата на разтвора се приема като сума от масите на веществото и разтворителя (m_р-ла).

Молекулната фракция (N) е броят на моловете на разтвореното вещество (N_{на островите}), отнасящи се до общия брой молове на вещества, които образуват разтвор (Sigma-N).

Molality (C._m) е броят молове на разтвореното вещество (N_{на островите}), отнасящи се до масата на разтворителя (m_р-ла).

Молната концентрация (С_m) е масата на разтвореното вещество (m_{на островите}), отнасящи се до обема на целия разтвор (V).

Нормалност или еквивалентна концентрация (C_п) е броят на еквивалентите (Е) на разтвореното вещество, отнасящи се до обема на разтвора.

Титър (T) е масата на веществото (m_{на островите}), разтворен в даден обем от разтвора.

Обемната фракция (φ) на газовото вещество е обемът на веществото (V)_{на островите}), отнасящи се до обема на разтвора (V_R-ра).

Свойства на решения

Като се има предвид този въпрос, човек често говори за разредени решения на нелектролити. Това се дължи, първо, на факта, че степента на взаимодействие между частиците се доближава до идеални газове. И второ, техните свойства се дължат на взаимосвързаността на всички частици и са пропорционални на съдържанието на компонентите. Такива свойства на истинските решения се наричат ​​колагиативни. Налягането на парите на разтворителя над разтвора е описано от закона на Raoult, който гласи, че намаляването на налягането на наситеното изпарение на разтворителя Делта-Р над разтвора е директно пропорционален на моларната фракция на разтвореното вещество (Т._{на островите}) и налягане на парите над чист разтворител (P⁰_р-ла):

Delta-P = Р^за_р-ла ∙ T_{на островите}

Увеличение на точката на кипене Delta-Tc и температури на замръзване Решенията Delta-Tz са пряко пропорционални на моларни концентрации разтворени в тях вещества_m:

Delta-T_за = E ∙ C_m, където Е е ебулиоскопска константа;

Delta-T_ите = K ∙ C_m, където К е криоскопската константа.

Осмотично налягане pi- се изчислява по уравнението:

pi- = P ∙ E ∙ X_{на островите} / V_р-ла,

където X_{на островите} - молна фракция на разтвореното вещество, V_р-ла - обем на разтворителя.

Значението на решенията в обикновения живот на всеки човек е трудно да се надцени. Природната вода съдържа разтворени газове - CO₂ и О₂, различни соли - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl и т.н. Но без тези примеси в организма метаболизмът на вода и сол и работата на сърдечно-съдовата система могат да бъдат нарушени. Друг пример за истински решения е сплав от метали. Може да бъде месинг или златно бижу, но най-важното е, че след смесване на разтопените компоненти и охлаждане на получения разтвор се образува една твърда фаза. Металните сплави се използват навсякъде, от прибори за хранене до електроника.