Բնության մեջ կա՞ն շա՞տ քիմիապես մաքուր նյութեր: Ի՞նչ է ծովի ջուրը, կաթը, պողպատե մետաղալարը՝ առանձին նյութեր, թե՞ դրանք բաղկացած են մի քանի բաղադրիչներից: Մեր հոդվածում մենք կծանոթանանք լուծույթների հատկություններին՝ փոփոխական բաղադրություն ունեցող ամենատարածված ֆիզիկաքիմիական համակարգերին։ Նրանք կարող են պարունակել մի քանի բաղադրիչ. Այսպիսով, կաթը օրգանական լուծույթ է, որը պարունակում է ջուր, ճարպի կաթիլներ, սպիտակուցային մոլեկուլներ և հանքային աղեր։ Ի՞նչ է լուծումը և ինչպե՞ս կարելի է այն ստանալ: Այս և այլ հարցերի մենք կպատասխանենք մեր հոդվածում։
Լուծումների օգտագործումը և դրանց դերը բնության մեջ
Նյութափոխանակությունը բիոգեոցենոզներում իրականացվում է ջրում լուծված միացությունների փոխազդեցության տեսքով։ Օրինակ՝ բույսերի արմատներով հողի լուծույթի կլանումը, բույսերում ֆոտոսինթեզի արդյունքում օսլայի կուտակումը, կենդանիների և մարդկանց մարսողական պրոցեսները՝ բոլորը ռեակցիաներ են, որոնք տեղի են ունենում քիմիական լուծույթներում։ Անհնար է պատկերացնել ժամանակակից արդյունաբերություններ՝ տիեզերական և ավիացիոն արդյունաբերություն, ռազմական արդյունաբերություն, միջուկային էներգիաառանց համաձուլվածքների օգտագործման՝ յուրահատուկ տեխնիկական բնութագրերով պինդ լուծումներ։ Մի քանի գազեր նույնպես կարող են առաջացնել խառնուրդներ, որոնք մենք կարող ենք կոչել լուծումներ։ Օրինակ՝ օդը ֆիզիկական և քիմիական համակարգ է, որը պարունակում է այնպիսի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են ազոտը, թթվածինը, ածխաթթու գազը և այլն:
Ի՞նչ է լուծումը:
Սուլֆատաթթուն և ջուրը խառնելով՝ ստանում ենք դրա ջրային լուծույթը։ Մտածեք, թե ինչից է այն բաղկացած: Մենք կգտնենք լուծիչը՝ ջուրը, լուծվածը՝ ծծմբաթթուն և դրանց փոխազդեցության արգասիքները։ Դրանք ներառում են ջրածնի կատիոններ, հիդրոսուլֆատ և սուլֆատ իոններ: Լուծիչից և բաղադրիչներից բաղկացած ֆիզիկաքիմիական համակարգի կազմը կախված կլինի ոչ միայն նրանից, թե որ նյութն է լուծիչը։
Ամենատարածված և կարևոր լուծիչը ջուրն է: Լուծված բաղադրիչների բնույթը նույնպես մեծ նշանակություն ունի։ Դրանք կարելի է մոտավորապես բաժանել երեք խմբի. Սրանք գործնականում չլուծվող միացություններ են, փոքր-ինչ լուծվող և բարձր լուծվող միացություններ: Վերջին խումբն ամենակարևորն է։ Այն ներառում է աղերի, թթուների, ալկալիների, սպիրտների, մոնոսաքարիդների մեծ մասը։ Բնության մեջ բավականին տարածված են նաև վատ լուծվող միացությունները։ Սրանք են գիպսը, ազոտը, մեթանը, թթվածինը։ Ջրում գործնականում անլուծելի կլինեն մետաղները, ազնիվ գազերը՝ արգոն, հելիում և այլն, կերոսինը, յուղերը։
Ինչպես քանակականացնել միացության լուծելիությունը
Հագեցած լուծույթի կոնցենտրացիան ամենակարեւոր արժեքն է, որը ցույց է տալիս նյութի լուծելիությունը: Նրաարտահայտված արժեքով, որը թվայինորեն հավասար է միացության զանգվածին 100 գ լուծույթում: Օրինակ՝ ախտահանիչ բժշկական արտադրանքը՝ սալիցիլային սպիրտ, դեղատներում վաճառվում է 1% ալկոհոլային լուծույթի տեսքով։ Սա նշանակում է, որ 100 գ լուծույթը պարունակում է 1 գրամ ակտիվ նյութ։ Ո՞րն է նատրիումի քլորիդի ամենամեծ զանգվածը, որը կարելի է լուծել 100 գ լուծիչում որոշակի ջերմաստիճանում: Այս հարցի պատասխանը կարող եք գտնել՝ օգտագործելով պինդ միացությունների լուծելիության կորերի հատուկ աղյուսակը: Այսպիսով, 10 ⁰С ջերմաստիճանի դեպքում 38 գ կերակրի աղ կարելի է լուծել 100 գ ջրի մեջ, 80 ⁰С - 40 գ նյութ։ Ինչպե՞ս լուծույթը նոսրացնել: Դրան պետք է որոշակի քանակությամբ ջուր ավելացնել։ Հնարավոր է մեծացնել ֆիզիկաքիմիական համակարգի կոնցենտրացիան՝ գոլորշիացնելով լուծույթը, կամ դրան ավելացնելով լուծված միացության որոշակի բաժին։
Լուծումների տեսակներ
Որոշակի ջերմաստիճանում համակարգը կարող է հավասարակշռության մեջ լինել լուծված միացության հետ իր նստվածքի տեսքով: Այս դեպքում խոսվում է հագեցած լուծույթի մասին։ Ինչպե՞ս պատրաստել լուծույթը հագեցած: Դա անելու համար տես պինդ նյութերի լուծելիության աղյուսակը: Օրինակ՝ 31 գ կշռող կերակրի աղը մտցնում են ջրի մեջ 20 ºС ջերմաստիճանի և նորմալ ճնշման տակ, այնուհետև այն լավ խառնում են։ Լրացուցիչ ջեռուցմամբ և աղի լրացուցիչ մասի ներմուծմամբ, դրա ավելցուկը ապահովում է գերհագեցած լուծույթի ձևավորում: Համակարգի սառեցումը կհանգեցնի նատրիումի քլորիդի բյուրեղների տեղումների գործընթացին։ Նոսրած լուծույթները կկոչվեն այնպիսի լուծույթներ, որոնցում միացությունների կոնցենտրացիան լուծիչի ծավալի համեմատ կլինի.բավականաչափ փոքր: Օրինակ, աղի լուծույթը, որը արյան պլազմայի մաս է կազմում և օգտագործվում է բժշկության մեջ վիրահատական միջամտություններից հետո, նատրիումի քլորիդի 0,9% լուծույթ է։
Նյութի լուծարման մեխանիզմ
Հաշվի առնելով այն հարցը, թե որն է լուծումը, եկեք որոշենք, թե ինչ գործընթացների հիմքում ընկած է դրա ձևավորումը: Նյութերի տարրալուծման երևույթի հիմքում մենք տեսնում ենք ինչպես ֆիզիկական, այնպես էլ քիմիական փոխակերպումների փոխազդեցությունը: Դրանցում հիմնական դերը խաղում է լուծված միացության մոլեկուլներում քիմիական կապերի՝ կովալենտային բևեռային կամ իոնային, քայքայման ֆենոմենը։ Կապի խզման ֆիզիկական կողմն արտահայտվում է էներգիայի կլանմամբ: Գոյություն ունի նաև լուծիչի մասնիկների փոխազդեցություն լուծված նյութի մոլեկուլների հետ, որը կոչվում է սոուլվացիա, ջրային լուծույթների դեպքում՝ հիդրացիա։ Այն ուղեկցվում է ոչ միայն նոր կապերի առաջացմամբ, այլև էներգիայի արտազատմամբ։
Մեր հոդվածում մենք ուսումնասիրել ենք այն հարցը, թե ինչ է լուծումը, ինչպես նաև պարզել ենք լուծումների ձևավորման մեխանիզմը և դրանց նշանակությունը։
