Ճշմարիտ լուծում. սահմանում, առանձնահատկություններ, կազմ, հատկություններ, օրինակներ

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 05:30

Լուծումները, ինչպես նաև դրանց ձևավորման գործընթացը մեծ նշանակություն ունեն մեզ շրջապատող աշխարհում։ Ջուրն ու օդը նրանց երկու ներկայացուցիչներն են, առանց որոնց անհնար է կյանքը Երկրի վրա։ Բույսերի և կենդանիների կենսաբանական հեղուկների մեծ մասը նույնպես լուծումներ են: Մարսողության գործընթացը անքակտելիորեն կապված է սննդանյութերի տարրալուծման հետ։

Ցանկացած արտադրություն կապված է որոշակի տեսակի լուծումների օգտագործման հետ: Դրանք օգտագործվում են տեքստիլ, սննդի, դեղագործության, մետաղամշակման, հանքարդյունաբերության, պլաստմասսաների և մանրաթելերի արդյունաբերության մեջ։ Այդ իսկ պատճառով կարևոր է հասկանալ, թե ինչ են դրանք, իմանալ դրանց հատկությունները և տարբերակիչ հատկանիշները։

Ճշմարիտ լուծումների նշաններ

Լուծումները հասկացվում են որպես բազմաբաղադրիչ միատարր համակարգեր, որոնք ձևավորվել են մի բաղադրիչի բաշխման ժամանակ մյուսում: Դրանք նաև կոչվում են ցրված համակարգեր, որոնք, կախված դրանց կազմող մասնիկների չափից, բաժանվում են կոլոիդ համակարգերի, կախոցների և իրական լուծույթների։

Վերջինում բաղադրիչները գտնվում են մոլեկուլների, ատոմների կամ իոնների բաժանման վիճակում։ Նման մոլեկուլային ցրված համակարգերը բնութագրվում են հետևյալ հատկանիշներով.

• հարաբերություն (փոխազդեցություն);
• կրթության ինքնաբուխություն;
• կենտրոնացման կայունություն;
• միատարրություն;
• կայունություն.

Այլ կերպ ասած՝ դրանք կարող են ձևավորվել, եթե առկա է բաղադրիչների միջև փոխազդեցություն, ինչը հանգեցնում է նյութի ինքնաբուխ բաժանմանը մանր մասնիկների՝ առանց արտաքին ջանքերի։ Ստացված լուծումները պետք է լինեն միաֆազ, այսինքն՝ բաղկացուցիչ մասերի միջև չպետք է լինի միջերես։ Վերջին նշանն ամենակարևորն է, քանի որ տարրալուծման գործընթացը կարող է ինքնաբերաբար ընթանալ միայն այն դեպքում, եթե այն էներգետիկորեն բարենպաստ է համակարգի համար։ Այս դեպքում ազատ էներգիան նվազում է, և համակարգը դառնում է հավասարակշռություն։ Հաշվի առնելով այս բոլոր հատկանիշները՝ մենք կարող ենք ձևակերպել հետևյալ սահմանումը.

Ճշմարիտ լուծումը երկու կամ ավելի նյութերի փոխազդող մասնիկների կայուն հավասարակշռության համակարգն է, որի չափը չի գերազանցում 10^-7սմ, այսինքն՝ դրանք համաչափ են։ ատոմներով, մոլեկուլներով և իոններով։

Նյութերից մեկը լուծիչ է (որպես կանոն, սա այն բաղադրիչն է, որի կոնցենտրացիան ավելի բարձր է), իսկ մնացածը լուծվող նյութեր են։ Եթե սկզբնական նյութերը ագրեգացման տարբեր վիճակներում են եղել, ապա լուծիչը ընդունվում է որպես այն, որը չի փոխել այն։

Իրական լուծումների տեսակները

Ըստ ագրեգացման վիճակի՝ լուծույթները լինում են հեղուկ, գազային և պինդ։ Հեղուկ համակարգերը ամենատարածվածն են, և դրանք նույնպես բաժանվում են մի քանի տեսակների՝ կախված սկզբնական վիճակից:լուծված նյութ:

• պինդ հեղուկի մեջ, ինչպես շաքարավազը կամ աղը ջրի մեջ;
• հեղուկ հեղուկի մեջ, օրինակ՝ ծծմբական կամ աղաթթու ջրի մեջ;
• գազայինից հեղուկ, ինչպես թթվածինը կամ ածխածնի երկօքսիդը ջրի մեջ:

Սակայն ոչ միայն ջուրը կարող է լուծիչ լինել. Իսկ լուծիչի բնույթով բոլոր հեղուկ լուծույթները բաժանվում են ջրային, եթե նյութերը լուծված են ջրի մեջ, և ոչ ջրային, եթե նյութերը լուծված են եթերի, էթանոլի, բենզոլի և այլնի մեջ։

Ըստ էլեկտրական հաղորդունակության՝ լուծույթները բաժանվում են էլեկտրոլիտների և ոչ էլեկտրոլիտների։ Էլեկտրոլիտները գերակշռող իոնային բյուրեղային կապով միացություններ են, որոնք լուծույթի մեջ տարանջատվելիս առաջանում են իոններ։ Երբ լուծարվում են, ոչ էլեկտրոլիտները քայքայվում են ատոմների կամ մոլեկուլների։

Իրական լուծույթներում միաժամանակ տեղի են ունենում երկու հակադիր գործընթացներ՝ նյութի տարրալուծումը և դրա բյուրեղացումը: Կախված «լուծույթ-լուծույթ» համակարգում հավասարակշռության դիրքից՝ առանձնանում են լուծույթների հետևյալ տեսակները՝

• հագեցած, երբ որոշակի նյութի տարրալուծման արագությունը հավասար է սեփական բյուրեղացման արագությանը, այսինքն՝ լուծույթը հավասարակշռության մեջ է լուծիչի հետ;
• չհագեցած, եթե դրանք պարունակում են ավելի քիչ լուծված նյութ, քան հագեցած նույն ջերմաստիճանում;
• գերհագեցած, որոնք պարունակում են լուծված նյութի ավելցուկ՝ հագեցածի համեմատ, և դրա մեկ բյուրեղը բավական է ակտիվ բյուրեղացում սկսելու համար։

Որպես քանակականբնութագրերը, որոնք արտացոլում են որոշակի բաղադրիչի պարունակությունը լուծույթներում, օգտագործում են կոնցենտրացիան: Լուծված նյութի ցածր պարունակությամբ լուծույթները կոչվում են նոսր, իսկ բարձր պարունակությամբ՝ խտացված։

Կենտրոնացում արտահայտելու ուղիներ

Զանգվածային բաժին (ω) - նյութի զանգվածը (m_v-va), որը վերաբերում է լուծույթի զանգվածին (m_p-ra): Այս դեպքում լուծույթի զանգվածը վերցվում է որպես նյութի և լուծիչի զանգվածների գումար (m_p-la):

Մոլային բաժին (N) - լուծված նյութի մոլերի թիվը (N_v-va) բաժանված լուծույթ կազմող նյութերի մոլերի ընդհանուր թվի վրա (ΣN).

Molality (C_m) - լուծվող նյութի մոլերի թիվը (N_v-va) բաժանված լուծիչի զանգվածի վրա (m r-la_).

Մոլային կոնցենտրացիան (C_m) - լուծված նյութի զանգվածը (m_v-va) վերաբերում է ամբողջ լուծույթի ծավալին (V).

Նորմալություն կամ համարժեք կոնցենտրացիան, (C_n) - լուծված նյութի համարժեքների թիվը (E)՝ կապված լուծույթի ծավալին։

Տիտր (T) - նյութի զանգվածը (m _in-va), լուծված լուծույթի տվյալ ծավալում:

Գազային նյութի ծավալային բաժին (ϕ) - նյութի ծավալը (V_v-va) բաժանված է լուծույթի ծավալի (V_{) p-ra}).

Լուծումների հատկություններ

Հաշվի առնելով այս հարցը, ամենից հաճախ խոսում են ոչ էլեկտրոլիտների նոսր լուծույթների մասին։ Դա պայմանավորված է, առաջին հերթին, նրանով, որ մասնիկների փոխազդեցության աստիճանը նրանց մոտեցնում է իդեալական գազերին։ Եվ երկրորդ,դրանց հատկությունները պայմանավորված են բոլոր մասնիկների փոխկապակցվածությամբ և համաչափ են բաղադրիչների պարունակությանը: Ճշմարիտ լուծումների նման հատկությունները կոչվում են կոլիգատիվ։ Լուծույթի վրա լուծիչի գոլորշու ճնշումը նկարագրված է Ռաուլտի օրենքով, որը սահմանում է, որ լուծույթի վրա ΔР լուծիչի հագեցած գոլորշու ճնշման նվազումը ուղիղ համեմատական է լուծված նյութի մոլային բաժնին (T_{v- va}) և գոլորշիների ճնշումը մաքուր լուծիչի վրա (R⁰_r-la):

ΔР=Р^o_r-la∙ T_v-va

Եռման կետերի ΔТк և ΔТз սառեցման կետերի աճն ուղիղ համեմատական է դրանցում լուծված նյութերի մոլային կոնցենտրացիաներին С_m:

ΔT_k=E ∙ C_m, որտեղ E-ը էբուլիոսկոպիկ հաստատունն է;

ΔT_z=K ∙ C_m, որտեղ K-ը կրիոսկոպիկ հաստատունն է:

Օսմոտիկ ճնշում π-ը հաշվարկվում է հավասարմամբ՝

π=R∙E∙X_v-va / V_r-la, որտեղ X_v-va-ը լուծվող նյութի մոլային բաժինն է, V_r-la-ը լուծիչի ծավալն է:

Լուծումների կարևորությունը ցանկացած մարդու առօրյա կյանքում դժվար է գերագնահատել։ Բնական ջուրը պարունակում է լուծված գազեր՝ CO₂ և O₂, տարբեր աղեր՝ NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl և այլն: Բայց առանց այդ կեղտերի մարմինը կարող է խաթարել ջրային աղի նյութափոխանակությունը և սրտանոթային համակարգի աշխատանքը: Իրական լուծումների մեկ այլ օրինակ է մետաղների համաձուլվածքը: Դա կարող է լինել արույր կամ ոսկերչական ոսկի, բայց, որ ամենակարեւորն է, խառնելուց հետոհալված բաղադրիչները և ստացված լուծույթի սառեցումը, ձևավորվում է մեկ պինդ փուլ: Մետաղական համաձուլվածքներն օգտագործվում են ամենուր՝ դանակներից մինչև էլեկտրոնիկա։