Ratkaisu
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 6. elokuuta 2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 9 muokkausta .Liuos on homogeeninen ( homogeeninen ) järjestelmä, joka sisältää kahden tai useamman tyyppisiä molekyylejä (atomeja, ioneja), ja kunkin tyypin hiukkasten osuus voi jatkuvasti muuttua tietyissä rajoissa.
Liuos eroaa mekaanisesta seoksesta homogeenisuudessa ja kemiallisesta yhdisteestä - koostumuksensa vaihtelevuudesta.
Liuotin on komponentti, jonka aggregaatiotila ei muutu liuoksen muodostumisen aikana ja jonka komponenttien aggregaatiotaso on sama kuin ylimäärä.
Aggregaatiotilasta riippuen liuos voi olla kaasua (sama kuin kaasuseos), nestemäistä tai kiinteää . Yleensä kun puhutaan ratkaisusta, ne tarkoittavat nestemäistä liuosta.
Tietyn tyyppisen liuoksen muodostumisen määrää molekyylien välisen, atomien välisen, ioninvälisen tai muun tyyppisen vuorovaikutuksen intensiteetti , toisin sanoen samat voimat, jotka määräävät tietyn aggregaatiotilan esiintymisen . Erot: liuoksen muodostuminen riippuu eri aineiden hiukkasten vuorovaikutuksen luonteesta ja voimakkuudesta [1] .
Yksittäisiin aineisiin verrattuna liuokset ovat rakenteeltaan monimutkaisempia [1] .
On myös molekyyliliuoksia (ei-elektrolyyttejä) ja elektrolyyttiliuoksia .
Prosenttipitoisuuden mukaan erotetaan laimeat (pienellä pitoisuudella) ja tiivistetyt liuokset (jossa on korkea liuenneen aineen pitoisuus). Nämä ovat yksi tärkeimmistä liuostyypeistä tiivistetyn aineen sisällön suhteen.
Liuenneen aineen kemiallinen vuorovaikutus liuottimen kanssa johtaa joissakin tapauksissa dissosiaatioon . Hiukkaset (sekä dissosioitumisen tuloksena muodostuneet ionit että dissosioitumattomat molekyylit) ovat usein vuorovaikutuksessa liuottimen kanssa muodostaen rakenteita, joita kutsutaan solvaateiksi (vesiliuosten tapauksessa hydraatiksi). Tätä prosessia kutsutaan solvataatioksi (hydrataatioksi). Liuosten hydraattiteorian ehdotti venäläinen tiedemies D. I. Mendelejev .
Kiinteät, nestemäiset, kaasumaiset liuokset
Useimmiten liuoksella tarkoitetaan nestemäistä ainetta , esimerkiksi suolan tai alkoholin liuosta vedessä (tai jopa kultaliuosta elohopea - amalgaamissa ) .
On myös kaasuliuoksia nesteissä, kaasuja kaasuissa ja nesteitä nesteissä, jälkimmäisessä tapauksessa vettä pidetään liuottimena tai komponenttina, jota on enemmän.
Kemiallisessa käytännössä liuokset ymmärretään yleensä homogeenisiksi systeemeiksi, liuotin voi olla nestemäinen ( vesiliuos ), kiinteä ( kiinteä liuos ), kaasumainen. Heterogeenisuus on kuitenkin usein sallittua - katso " Zoli ".
Aidot ja kolloidiset liuokset
Kolloidiset ja todelliset / molekyyliliuokset (kolloidijärjestelmiä tutkitaan kolloidikemialla ) eroavat pääasiassa hiukkaskoosta.
Todellisissa liuoksissa hiukkaskoko on alle 1 nm, tällaisten liuosten hiukkasia ei voida havaita optisilla menetelmillä; kun kolloidisissa liuoksissa hiukkaskoko on 1 nm - 100 nm [2] , niin tällaisissa liuoksissa hiukkaset voidaan havaita ultramikroskoopilla (katso Tyndall-ilmiö ).
Liukeneminen
Liukeneminen on fysikaalinen ja kemiallinen prosessi, jossa liuoksen muodostavien hiukkasten välillä tapahtuu vuorovaikutusta . Syntyy liuottimen ja liuenneen aineen atomien ( molekyylien ) vuorovaikutuksen seurauksena, ja siihen liittyy entropian lisääntyminen kiinteiden aineiden liukenemisen aikana ja sen väheneminen kaasujen liukenemisen aikana. Kun liukenee , rajapinnan raja katoaa, kun taas monet liuoksen fysikaaliset ominaisuudet (esimerkiksi tiheys, viskositeetti, joskus väri ja muut) muuttuvat.
Liuottimen ja liuenneen aineen välisessä kemiallisessa vuorovaikutuksessa myös kemialliset ominaisuudet muuttuvat suuresti - esimerkiksi kun vetykloridikaasua liuotetaan veteen, muodostuu nestemäistä suolahappoa .
Kun liukenevat kiteisiä aineita, joiden liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa, liuos jäähtyy johtuen siitä, että liuoksessa on enemmän sisäistä energiaa kuin kiteisellä aineella ja liuottimella erikseen otettuna. Esimerkiksi kiehuvaa vettä, johon sokeri on liuennut, jäähdytetään voimakkaasti [3] .
Kiteisten aineiden liukenemisvaiheet veteen
- Kidehilan tuhoutuminen ( prosessin fyysinen puoli). Tapahtuu lämmön absorption yhteydessä, eli ΔH 1 >0 ;
- Ainehiukkasten vuorovaikutus vesimolekyylien kanssa ( prosessin kemiallinen puoli). Tapahtuu lämmön vapautuessa, eli ΔH 2 < 0;
- Kokonaislämpövaikutus : ΔН = ΔН 1 + ΔН 2 .
Elektrolyyttien ja ei-elektrolyyttien liuokset
Elektrolyytit ovat aineita, jotka johtavat sähköä sulatteissa tai vesiliuoksissa. Suloissa tai vesiliuoksissa ne hajoavat ioneiksi.
Ei-elektrolyytit ovat aineita, joiden vesiliuokset ja sulatteet eivät johda sähkövirtaa, koska niiden molekyylit eivät hajoa ioneiksi. Sopiviin liuottimiin ( vesi , muut polaariset liuottimet ) liuotetut elektrolyytit hajoavat ioneiksi . Vahva fysikaalis-kemiallinen vuorovaikutus liukenemisen aikana johtaa voimakkaaseen muutokseen liuoksen ominaisuuksissa (liuosten kemiallinen teoria).
Aineita, jotka eivät hajoa ioneiksi samoissa olosuhteissa eivätkä johda sähkövirtaa, kutsutaan ei-elektrolyyteiksi.
Elektrolyytteihin kuuluvat hapot, emäkset ja melkein kaikki suolat; ei-elektrolyytteihin kuuluvat useimmat orgaaniset yhdisteet sekä aineet, joiden molekyyleissä on vain kovalenttisia ei-polaarisia tai matalapolaarisia sidoksia.
Polymeeriratkaisut
Korkean molekyylipainon HMS-aineiden liuoksilla - proteiinilla , hiilihydraatilla ja muilla - on samanaikaisesti monia todellisten ja kolloidisten liuosten ominaisuuksia.
Ratkaisujen keskittyminen
Liuospitoisuuden kuvaamiseen käytetään tarkoituksesta riippuen erilaisia fysikaalisia suureita .
- Tyydyttymätön liuos on liuos, jossa liuenneen aineen pitoisuus on pienempi kuin kyllästetyssä liuoksessa ja johon sitä voi tietyissä olosuhteissa liueta enemmän.
- Kyllästetty liuos on liuos, jossa liuennut aine on saavuttanut enimmäispitoisuutensa tietyissä olosuhteissa eikä ole enää liukenematon. Tietyn aineen sakka on tasapainossa liuoksessa olevan aineen kanssa.
- Ylikyllästetty liuos (käytetään joskus termiä ylikyllästynyt ) - liuos, joka sisältää tietyissä olosuhteissa enemmän liuennutta ainetta kuin kylläisessä liuoksessa. Ylikyllästyt liuokset ovat epävakaita, aineen ylimäärä saostuu helposti. Tällaista liuosta ei voida saada liuottamalla normaaleissa olosuhteissa, yleensä ylikyllästynyt liuos saadaan jäähdyttämällä korkeammassa lämpötilassa kyllästetty liuos ( ylikyllästys ).
- Konsentroitu liuos on liuos, jossa on paljon liuennutta ainetta, toisin kuin laimea liuos, joka sisältää pienen määrän liuennutta ainetta. Liuosten jakautuminen väkevöityihin ja laimeisiin ei liity jakautumiseen tyydyttyneisiin ja tyydyttymättömiin. Joten kyllästetty 0,0000134 M hopeakloridiliuos on hyvin laimeaa ja 4 M kaliumbromidiliuos , joka on hyvin väkevä, ei ole kyllästynyt.
- Laimea liuos on liuos, jossa on vähän liuennutta ainetta. Huomaa, että laimea liuos ei aina ole tyydyttymätön - esimerkiksi käytännöllisesti katsoen liukenemattoman hopeakloridin kylläinen 0,0000134 M liuos on erittäin laimeaa. Laimeiden ja konsentroitujen liuosten välinen rajaon hyvin ehdollinen.
Tapoja ilmaista ratkaisujen koostumus
Liuoksen koostumus on kvantitatiivisesti karakterisoitu monilla indikaattoreilla. Tässä on joitain tärkeimmistä:
- Pitoisuudet (ulotteiset arvot): 1. Molaarinen pitoisuus (molaarisuus) on liuenneen aineen moolimäärä litrassa liuosta. [mol/l] 2. Massapitoisuus on liuenneen aineen massa litrassa liuosta. [g/l] 3. Molaarinen pitoisuus (molaalisuus) on liuenneen aineen moolimäärä 1000 grammassa liuotinta. [mol / 1000 g liuotinta] 4. Normaalipitoisuus (normaalisuus) on liuenneen aineen kemiallisen ekvivalentin moolimäärä litrassa liuosta. [mol-eq/l]
- Jakeet (mitattomat määrät): 1. Mooliosuus on liuenneen komponentin moolimäärän suhde liuoksen moolien kokonaismäärään. 2. Massaosuus on liuenneen komponentin massan suhde liuoksen kokonaismassaan. 3. Tilavuusosuus (kaasujen ja nesteiden seoksille) on liuenneen komponentin tilavuuden suhde liuottimen ja liuenneen aineen tilavuuksien summaan ennen liukenemisprosessin alkamista.
- Osuudet voidaan ilmaista myös prosentteina: Prosenttipitoisuus on liuenneen aineen massa 100 grammaan liuosta.
Katso myös
Muistiinpanot
- ↑ 1 2 N. S. Akhmetov "Yleinen ja epäorgaaninen kemia" Osa III, Aggregaattitila. Solutions) Arkistoitu 1. helmikuuta 2010 Wayback Machinessa
- ↑ Sols // Chemical Encyclopedia : 5 osassa / Ch. toim. I. L. Knunyants . - M .: Neuvostoliiton tietosanakirja , 1990. - T. 2: Duff - Medi. — 671 s. - 100 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-035-5 .
- ↑ §275. Jäähdytysseokset // Fysiikan perusoppikirja: Oppikirja. 3 osassa / Toim. G.S. Landsberg . - 13. painos - M. : FIZMATLIT, 2003. - T. 1. Mekaniikka. Lämpö. Molekyylifysiikka. - S. 512-513.
Kirjallisuus
- Ratkaisut // Fysikaalinen tietosanakirja : [5 osassa] / Ch. toim. A. M. Prokhorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Streamers. - 704 s. - 40 000 kappaletta. - ISBN 5-85270-087-8 .
- Ratkaisut // Chemical Encyclopedia : 5 osassa / Ch. toim. N. S. Zefirov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1995. - T. 4: Polymeeri - Trypsiini. — 639 s. - 40 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-039-8 .
- Shakhparonov MI Johdanto liuosten molekyyliteoriaan. - M . : Valtion teknisen ja teoreettisen kirjallisuuden kustantamo, 1956. - 508 s.
- Remy G. Epäorgaanisen kemian kurssi. - M . : Ulkomaisen kirjallisuuden kustantamo, 1963, 1966. - T. 1-2.
- Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H., Kosower, Edward M. Johdatus orgaaniseen kemiaan (määrittämätön) . — 4. painos — Macmillan Publishing Company, New York, 1992.
Linkit
- Ratkaisut - artikkeli tietosanakirjasta "Krugosvet"
- Liuokset, dispergoidut ja kolloidiset järjestelmät. Perusterminologia - artikkeli osoitteesta http://samlib.ru/a/anemow_e_m/ege-6.shtml
 Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| Aineen termodynaamiset tilat | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vaiheen tilat |
| ||||||||||||||||
| Vaiheen siirtymät |
| ||||||||||||||||
| Hajotusjärjestelmät | |||||||||||||||||
| Katso myös | |||||||||||||||||