Նյութերի լուծելիությունը՝ աղյուսակ. Նյութերի լուծելիությունը ջրի մեջ

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

Առօրյա կյանքում մարդիկ հազվադեպ են հանդիպում մաքուր նյութերի։ Նյութերի մեծ մասը նյութերի խառնուրդներ են։

Լուծույթը համասեռ խառնուրդ է, որի մեջ բաղադրիչները հավասարապես խառնվում են։ Ըստ մասնիկների չափի կան մի քանի տեսակներ՝ կոպիտ համակարգեր, մոլեկուլային լուծույթներ և կոլոիդային համակարգեր, որոնք հաճախ կոչվում են սոլ։ Այս հոդվածը վերաբերում է մոլեկուլային (կամ ճշմարիտ) լուծումներին: Ջրում նյութերի լուծելիությունը միացությունների առաջացման վրա ազդող հիմնական պայմաններից մեկն է։

Նյութերի լուծելիություն. ինչ է դա և ինչու է դա անհրաժեշտ

Այս թեման հասկանալու համար դուք պետք է իմանաք, թե որոնք են նյութերի լուծույթները և լուծելիությունը: Պարզ ասած՝ սա նյութի կարողությունն է՝ միավորվել մյուսի հետ և միատարր խառնուրդ ստեղծել։ Գիտական տեսանկյունից կարելի է ավելի բարդ սահմանում համարել. Նյութերի լուծելիությունը բաղադրիչների ցրված բաշխվածությամբ մեկ կամ մի քանի նյութերի հետ համասեռ (կամ տարասեռ) բաղադրություններ ստեղծելու նրանց կարողությունն է: Կան նյութերի և միացությունների մի քանի դասեր.

• ակնթարթ;
• վատ լուծվող;
• անլուծելի.

Ինչ է ասում նյութի լուծելիության չափումը

Հագեցած խառնուրդում նյութի պարունակությունը նրա լուծելիության չափանիշն է: Ինչպես նշվեց վերևում, բոլոր նյութերի համար այն տարբեր է: Լուծելի են նրանք, որոնք կարող են իրենցից ավելի քան 10 գ նոսրացնել 100 գ ջրի մեջ: Երկրորդ կատեգորիան նույն պայմաններում 1 գ-ից պակաս է: Գործնականում անլուծելի են նրանք, որոնց խառնուրդում 0,01 գ-ից պակաս բաղադրիչ է անցնում։ Այս դեպքում նյութը չի կարող իր մոլեկուլները փոխանցել ջրին։

Որքա՞ն է լուծելիության գործակիցը

Լուծելիության գործակիցը (k) նյութի առավելագույն զանգվածի (g) ցուցանիշն է, որը կարելի է նոսրացնել 100 գ ջրի կամ այլ նյութի մեջ։

Լուծիչներ

Այս գործընթացը ներառում է լուծիչ և լուծված նյութ: Առաջինը տարբերվում է նրանով, որ սկզբնական շրջանում այն նույն ագրեգացման վիճակում է, ինչ վերջնական խառնուրդը։ Որպես կանոն, այն ընդունվում է ավելի մեծ քանակությամբ։

Սակայն շատերը գիտեն, որ ջուրը քիմիայի մեջ առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում։ Դրա համար կան առանձին կանոններ։ Այն լուծույթը, որի մեջ առկա է H_{O, կոչվում է ջրային լուծույթ: Նրանց մասին խոսելիս հեղուկը արդյունահանող է նույնիսկ այն դեպքում, երբ այն ավելի փոքր քանակությամբ է։ Օրինակ՝ ազոտաթթվի 80%-անոց լուծույթը ջրի մեջ։ Այստեղ համամասնությունները հավասար չեն Թեև ջրի մասնաբաժինը թթվից փոքր է, սակայն նյութը ազոտաթթվի մեջ ջրի 20%-անոց լուծույթ անվանելը ճիշտ չէ:}

Կան խառնուրդներ, որոնց պակասում է H₂O: Նրանք կկրեն անունըոչ ջրային. Նման էլեկտրոլիտային լուծույթները իոնային հաղորդիչներ են: Դրանք պարունակում են առանձին կամ արդյունահանող նյութերի խառնուրդներ: Դրանք կազմված են իոններից և մոլեկուլներից։ Դրանք օգտագործվում են այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են բժշկությունը, կենցաղային քիմիկատների արտադրությունը, կոսմետիկան և այլ ոլորտներ: Նրանք կարող են միավորել մի քանի ցանկալի նյութեր տարբեր լուծելիությամբ: Արտաքին կիրառվող շատ ապրանքների բաղադրիչները հիդրոֆոբ են: Այսինքն՝ ջրի հետ լավ չեն փոխազդում։ Նման խառնուրդներում լուծիչները կարող են լինել ցնդող, չցնդող կամ համակցված: Օրգանական նյութերը առաջին դեպքում լավ են լուծում ճարպերը։ Ցնդող նյութերը ներառում են սպիրտներ, ածխաջրածիններ, ալդեհիդներ և այլն։ Նրանք հաճախ ներառված են կենցաղային քիմիկատների մեջ: Քսուքների արտադրության համար առավել հաճախ օգտագործվում են ոչ ցնդող: Սրանք ճարպային յուղեր, հեղուկ պարաֆին, գլիցերին և այլն: Համակցված է ցնդող և ոչ ցնդող խառնուրդը, օրինակ՝ էթանոլը գլիցերինի հետ, գլիցերինը՝ դիմեքսիդի հետ։ Դրանք կարող են նաև ջուր պարունակել։

Լուծումների տեսակներն ըստ հագեցվածության աստիճանի

Հագեցած լուծույթը քիմիական նյութերի խառնուրդ է, որը պարունակում է մեկ նյութի առավելագույն կոնցենտրացիան լուծիչում որոշակի ջերմաստիճանում: Այն հետագայում չի բազմանա: Պինդ նյութի պատրաստման ժամանակ նկատելի են տեղումներ, որոնք նրա հետ դինամիկ հավասարակշռության մեջ են։ Այս հայեցակարգը նշանակում է վիճակ, որը պահպանվում է ժամանակի ընթացքում՝ միաժամանակ երկու հակադիր ուղղություններով (առաջ և հակադարձ ռեակցիաներ) նույն արագությամբ հոսելու պատճառով:

Եթե նյութըմշտական ջերմաստիճանում դեռ կարող է քայքայվել, ապա այս լուծումը չհագեցված է: Նրանք կայուն են։ Բայց եթե շարունակեք դրանցում որևէ նյութ ավելացնել, ապա այն կնոսրացվի ջրի (կամ այլ հեղուկի մեջ) մինչև հասնի իր առավելագույն կոնցենտրացիայի։

Եվս մեկ հայացք՝ գերհագեցած. Այն պարունակում է ավելի շատ լուծված նյութ, քան կարող է լինել հաստատուն ջերմաստիճանում: Շնորհիվ այն բանի, որ դրանք գտնվում են անկայուն հավասարակշռության մեջ, ֆիզիկական ազդեցությունը նրանց վրա առաջացնում է բյուրեղացում:

Ինչպե՞ս տարբերել հագեցած լուծույթը չհագեցածից:

Սա բավական հեշտ է անել: Եթե նյութը պինդ է, ապա հագեցած լուծույթում կարելի է տեսնել նստվածք։ Այս դեպքում արդյունահանողը կարող է թանձրանալ, ինչպես, օրինակ, հագեցած բաղադրության դեպքում, ջուրը, որին ավելացվել է շաքար։ հագեցած, քանի որ ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այս նյութի առավելագույն կոնցենտրացիան կլինի այլ։

Լուծումների բաղադրիչների փոխազդեցության տեսություններ

Խառնուրդում տարրերի փոխազդեցության վերաբերյալ երեք տեսություն կա՝ ֆիզիկական, քիմիական և ժամանակակից: Առաջինի հեղինակներն են Սվանտե Ավգուստ Արրենիուսը և Վիլհելմ Ֆրիդրիխ Օստվալդը։ Նրանք ենթադրում էին, որ դիֆուզիայի շնորհիվ լուծիչի և լուծվող նյութի մասնիկները հավասարաչափ բաշխված են խառնուրդի ծավալով, սակայն նրանց միջև փոխազդեցություն չի եղել։ Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևի առաջ քաշած քիմիական տեսությունը դրա հակառակն է։ Ըստ այդմ՝ նրանց միջեւ քիմիական փոխազդեցության հետեւանքով անկայունհաստատուն կամ փոփոխական կազմով միացություններ, որոնք կոչվում են սոլվատներ։

Ներկայումս կիրառվում է Վլադիմիր Ալեքսանդրովիչ Կիստյակովսկու և Իվան Ալեքսեևիչ Կաբլուկովի միասնական տեսությունը։ Այն համատեղում է ֆիզիկական և քիմիական: Ժամանակակից տեսությունն ասում է, որ լուծույթում կան ինչպես նյութերի չփոխազդող մասնիկներ, այնպես էլ դրանց փոխազդեցության արգասիքներ՝ սոլվատներ, որոնց գոյությունն ապացուցեց Մենդելեևը։ Այն դեպքում, երբ արդյունահանողը ջուրն է, դրանք կոչվում են հիդրատներ։ Երևույթը, որի ժամանակ առաջանում են սոլվատներ (հիդրատներ), կոչվում է սոլվացիա (հիդրացիա): Այն ազդում է բոլոր ֆիզիկական և քիմիական գործընթացների վրա և փոխում է խառնուրդի մոլեկուլների հատկությունները: Լուծումը տեղի է ունենում այն պատճառով, որ լուծույթի շերտը, որը բաղկացած է դրա հետ սերտորեն կապված արդյունահանողի մոլեկուլներից, շրջապատում է լուծված նյութի մոլեկուլը:

Նյութերի լուծելիության վրա ազդող գործոններ

Նյութերի քիմիական կազմը. «Նմանը գրավում է նմանին» կանոնը վերաբերում է նաև ռեագենտներին: Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով նման նյութերը կարող են փոխադարձաբար ավելի արագ լուծվել: Օրինակ՝ ոչ բևեռային միացությունները լավ փոխազդում են ոչ բևեռայինների հետ։ Բևեռային մոլեկուլներով կամ իոնային կառուցվածքով նյութերը նոսրացվում են բևեռայիններում, օրինակ՝ ջրում։ Աղերը, ալկալիները և այլ բաղադրիչները քայքայվում են դրանում, իսկ ոչ բևեռները՝ հակառակը։ Պարզ օրինակ կարելի է բերել. Ջրի մեջ շաքարավազի հագեցած լուծույթ պատրաստելու համար պահանջվում է ավելի մեծ քանակությամբ նյութ, քան աղի դեպքում։ Ինչ է դա նշանակում? Պարզ ասած, դուք կարող եք շատ ավելին բուծելշաքարավազը ջրի մեջ, քան աղը:

Ջերմաստիճան. Հեղուկներում պինդ նյութերի լուծելիությունը բարձրացնելու համար անհրաժեշտ է բարձրացնել արդյունահանողի ջերմաստիճանը (գործում է շատ դեպքերում): Օրինակ կարելի է ցույց տալ. Եթե սառը ջրի մեջ մի պտղունց նատրիումի քլորիդ (աղ) դնեք, ապա այս գործընթացը երկար կտևի։ Եթե դուք նույնն անեք տաք միջավայրի հետ, ապա լուծարումը շատ ավելի արագ կլինի: Սա բացատրվում է նրանով, որ ջերմաստիճանի բարձրացման արդյունքում ավելանում է կինետիկ էներգիան, որի զգալի մասը հաճախ ծախսվում է պինդ մարմնի մոլեկուլների և իոնների միջև կապերի ոչնչացման վրա։ Այնուամենայնիվ, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է լիթիումի, մագնեզիումի, ալյումինի և ալկալիի աղերի դեպքում, դրանց լուծելիությունը նվազում է։

Ճնշում. Այս գործոնը ազդում է միայն գազերի վրա: Նրանց լուծելիությունը մեծանում է ճնշման բարձրացման հետ: Ի վերջո, գազերի ծավալը նվազում է։

Փոխել տարրալուծման արագությունը

Մի շփոթեք այս ցուցանիշը լուծելիության հետ: Ի վերջո, այս երկու ցուցանիշների փոփոխության վրա ազդում են տարբեր գործոններ։

Հարցված նյութի մասնատվածության աստիճանը։ Այս գործոնը ազդում է հեղուկներում պինդ նյութերի լուծելիության վրա: Ամբողջ (փոքր) վիճակում բաղադրությունը նոսրացվում է ավելի երկար, քան այն, որը կոտրվում է մանր կտորների։ Օրինակ բերենք. Աղի պինդ բլոկը ջրի մեջ լուծելու համար շատ ավելի երկար ժամանակ կպահանջվի, քան ավազի տեսքով աղը։

Հարման արագություն. Ինչպես հայտնի է, այս գործընթացը կարելի է կատալիզացնել խառնելով։ Նրա արագությունը նույնպես կարևոր է, քանի որ որքան մեծ լինի, այնքան ավելի արագ կլուծվի։նյութ հեղուկի մեջ։

Ինչու՞ պետք է իմանանք պինդ նյութերի լուծելիությունը ջրում:

Նախ և առաջ նման սխեմաներ են անհրաժեշտ քիմիական հավասարումները ճիշտ լուծելու համար։ Լուծելիության աղյուսակում առկա են բոլոր նյութերի լիցքերը: Նրանք պետք է հայտնի լինեն ռեակտիվները ճիշտ գրանցելու և քիմիական ռեակցիայի հավասարումը կազմելու համար։ Ջրում լուծելիությունը ցույց է տալիս, թե արդյոք աղը կամ հիմքը կարող են տարանջատվել: Ջրային միացությունները, որոնք անցկացնում են հոսանք, իրենց բաղադրության մեջ ունեն ուժեղ էլեկտրոլիտներ։ Կա մեկ այլ տեսակ. Նրանք, որոնք վատ են անցկացնում հոսանքը, համարվում են թույլ էլեկտրոլիտներ: Առաջին դեպքում բաղադրիչները ջրի մեջ ամբողջությամբ իոնացված նյութեր են։ Մինչդեռ թույլ էլեկտրոլիտները ցույց են տալիս այս ցուցանիշը միայն փոքր չափով:

Քիմիական ռեակցիայի հավասարումներ

Կան մի քանի տեսակի հավասարումներ՝ մոլեկուլային, լրիվ իոնային և կարճ իոնային: Փաստորեն, վերջին տարբերակը մոլեկուլային կրճատված ձևն է: Սա վերջնական պատասխանն է։ Ամբողջական հավասարումը պարունակում է ռեակցիայի ռեակտիվները և արտադրանքները: Այժմ հերթը հասնում է նյութերի լուծելիության աղյուսակին: Նախ պետք է ստուգել՝ արդյոք ռեակցիան իրագործելի է, այսինքն՝ բավարարված է արդյոք ռեակցիայի պայմաններից մեկը։ Դրանք ընդամենը 3-ն են՝ ջրի առաջացում, գազի արտանետում, տեղումներ։ Եթե առաջին երկու պայմանները չկատարվեն, ապա պետք է ստուգեք վերջինը։ Դա անելու համար դուք պետք է նայեք լուծելիության աղյուսակը և պարզեք, թե արդյոք ռեակցիայի արտադրանքներում կա չլուծվող աղ կամ հիմք: Եթե այդպես է, ապա սա կլինի նստվածքը: Այնուհետև, աղյուսակից կպահանջվի գրել իոնային հավասարումը: Քանի որ բոլոր լուծվող աղերը և հիմքերը ուժեղ էլեկտրոլիտներ են,ապա դրանք կքայքայվեն կատիոնների և անիոնների։ Ավելին, չկապված իոնները կրճատվում են, և հավասարումը գրվում է կարճ ձևով: Օրինակ՝

1. K₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄ ↓+2HCl,
2. 2K+2SO₄+Ba+2Cl=BaSO₄↓+2K+2Cl,
3. Ba+SO4=BaSO₄↓.

Այսպիսով, նյութերի լուծելիության աղյուսակը իոնային հավասարումների լուծման հիմնական պայմաններից մեկն է։

Մանրամասն աղյուսակը օգնում է ձեզ պարզել, թե որքան բաղադրիչ պետք է ընդունեք հարուստ խառնուրդ պատրաստելու համար:

Լուծելիության աղյուսակ

Սա սովորական թերի աղյուսակն է: Կարևոր է, որ այստեղ նշված լինի ջրի ջերմաստիճանը, քանի որ դա այն գործոններից մեկն է, որը մենք արդեն քննարկել ենք վերևում։

Ինչպե՞ս օգտագործել լուծելիության աղյուսակը:

Ջրում նյութերի լուծելիության աղյուսակը քիմիկոսի գլխավոր օգնականներից է։ Այն ցույց է տալիս, թե ինչպես են տարբեր նյութեր և միացություններ փոխազդում ջրի հետ: Հեղուկի մեջ պինդ նյութերի լուծելիությունը այն ցուցանիշն է, առանց որի հնարավոր չէ շատ քիմիական մանիպուլյացիաներ։

Աղյուսակը շատ հեշտ է օգտագործել։ Առաջին տողում գրված են կատիոններ (դրական լիցքավորված մասնիկներ), երկրորդ տողում՝ անիոններ (բացասական լիցքավորված մասնիկներ)։ Աղյուսակի մեծ մասը զբաղեցնում է ցանցը՝ յուրաքանչյուր բջիջում որոշակի նշաններով: Սրանք են «P», «M», «H» տառերը և «-» և «?» նշանները։

։

• «P» - միացությունը լուծվում է;
• "M" - մի փոքր լուծվում է;
• "H" - չի լուծվում;
• "-" - կապ չկա;
• "? - կապի առկայության մասին տեղեկություն չկա։

Այս աղյուսակում կա մեկ դատարկ բջիջ. սա ջուր է:

Պարզ օրինակ

Այժմ այն մասին, թե ինչպես աշխատել նման նյութի հետ: Ենթադրենք, դուք պետք է պարզեք, թե արդյոք աղը լուծելի է ջրի մեջ - MgSo₄ (մագնեզիումի սուլֆատ): Դա անելու համար հարկավոր է գտնել Mg²⁺ սյունակը և իջնել SO₄^{2- տող:. Նրանց խաչմերուկում P տառն է, ինչը նշանակում է, որ միացությունը լուծելի է:}

Եզրակացություն

Այսպիսով, մենք ուսումնասիրել ենք ջրի մեջ նյութերի լուծելիության հարցը և ոչ միայն։ Անկասկած, այս գիտելիքը օգտակար կլինի քիմիայի հետագա ուսումնասիրության համար: Չէ՞ որ այնտեղ կարեւոր դեր է խաղում նյութերի լուծելիությունը։ Այն օգտակար կլինի քիմիական հավասարումների և տարբեր խնդիրների լուծման համար։