هل هناك العديد من المواد النقية كيميائيا في الطبيعة؟ ما هي مياه البحر والحليب والأسلاك الفولاذية - المواد الفردية أم أنها تتكون من عدة مكونات؟ في مقالتنا ، سوف نتعرف على خصائص الحلول - الأنظمة الفيزيائية والكيميائية الأكثر شيوعًا التي لها تركيبة متغيرة. قد تحتوي على عدة مكونات. لذا فإن الحليب عبارة عن محلول عضوي يحتوي على الماء وقطرات الدهون وجزيئات البروتين والأملاح المعدنية. ما هو الحل وكيف يمكن الحصول عليه؟ سنجيب عن هذا السؤال وغيره في مقالتنا.
استخدام الحلول ودورها في الطبيعة
يتم إجراء التمثيل الغذائي في التكاثر الحيوي في شكل تفاعل بين المركبات الذائبة في الماء. على سبيل المثال ، امتصاص محلول التربة عن طريق جذور النبات ، وتراكم النشا نتيجة التمثيل الضوئي في النباتات ، والعمليات الهضمية للحيوانات والبشر - كلها تفاعلات تحدث في المحاليل الكيميائية. من المستحيل تخيل الصناعات الحديثة: صناعة الفضاء والطائرات ، الصناعة العسكرية ، الطاقة النوويةبدون استخدام السبائك - حلول صلبة ذات خصائص تقنية فريدة. يمكن أن تشكل العديد من الغازات أيضًا مخاليط ، والتي قد نسميها الحلول. على سبيل المثال ، الهواء هو نظام فيزيائي وكيميائي يحتوي على مكونات مثل النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك.
ما هو الحل؟
بخلط حمض الكبريتات والماء معًا ، نحصل على محلولها المائي. ضع في اعتبارك ما تتكون منه. سنجد المذيب - الماء ، المذاب - حامض الكبريتيك ومنتجات تفاعلهم. وتشمل هذه الكاتيونات الهيدروجين ، الهيدروجين - وأيونات الكبريتات. إن تركيب النظام الفيزيائي-الكيميائي المكون من مذيب ومكونات لن يعتمد فقط على المادة التي يكون المذيب.
المذيب الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية هو الماء. تعتبر طبيعة المكونات الذائبة أيضًا ذات أهمية كبيرة. يمكن تقسيمها تقريبًا إلى ثلاث مجموعات. هذه مركبات غير قابلة للذوبان عمليا وقابلة للذوبان بشكل طفيف وقابلة للذوبان بشكل كبير. المجموعة الأخيرة هي الأكثر أهمية. وهي تشمل معظم الأملاح والأحماض والقلويات والكحول والسكريات الأحادية. المركبات ضعيفة الذوبان شائعة أيضًا في الطبيعة. هذه هي الجبس والنيتروجين والميثان والأكسجين. غير قابلة للذوبان عمليا في الماء ستكون المعادن والغازات النبيلة: الأرجون والهيليوم وما إلى ذلك ، والكيروسين والزيوت.
كيفية تحديد قابلية ذوبان المركب
تركيز المحلول المشبع هو أهم قيمة توضح قابلية المادة للذوبان. هامعبرًا عنها كقيمة مساوية عدديًا لكتلة المركب في 100 جم من المحلول. على سبيل المثال ، منتج طبي مطهر - يُباع كحول الساليسيليك في الصيدليات في شكل محلول كحول 1٪. هذا يعني أن 100 غرام من المحلول يحتوي على 1 جرام من المادة الفعالة. ما أكبر كتلة من كلوريد الصوديوم يمكن إذابتها في 100 جم من المذيب عند درجة حرارة معينة؟ يمكنك إيجاد إجابة هذا السؤال باستخدام جدول خاص لمنحنيات الذوبان للمركبات الصلبة. لذلك ، عند درجة حرارة 10 درجة مئوية ، يمكن إذابة 38 جم من ملح الطعام في 100 جم من الماء ، عند 80 درجة مئوية - 40 جم من المادة. كيفية جعل الحل مخفف؟ تحتاج إلى إضافة كمية معينة من الماء إليها. من الممكن زيادة تركيز النظام الفيزيائي الكيميائي عن طريق تبخير المحلول ، أو بإضافة جزء معين من المركب الذائب إليه.
أنواع الحلول
عند درجة حرارة معينة ، يمكن أن يكون النظام في حالة توازن مع المركب الذائب في شكل راسبه. في هذه الحالة يتحدث المرء عن حل مشبع. كيف تصنع محلول مشبع؟ للقيام بذلك ، راجع جدول ذوبان المواد الصلبة. على سبيل المثال ، يتم إدخال ملح الطعام الذي يزن 31 جم في الماء عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وضغط عادي ، ثم يتم تقليبها جيدًا. مع التسخين الإضافي وإدخال جزء إضافي من الملح ، يضمن فائضه تكوين محلول مفرط التشبع. سيؤدي تبريد النظام إلى عملية ترسيب بلورات كلوريد الصوديوم. سوف تسمى المحاليل المخففة مثل هذه الحلول التي يكون فيها تركيز المركبات مقارنة بحجم المذيبصغيرة بما يكفي. على سبيل المثال ، المحلول الملحي ، وهو جزء من بلازما الدم ويستخدم في الطب بعد الخضوع لتدخلات جراحية ، هو محلول 0.9٪ من كلوريد الصوديوم.
آلية انحلال المادة
بعد النظر في السؤال حول ماهية الحل ، دعنا نحدد العمليات التي تكمن وراء تكوينه. في قلب ظاهرة انحلال المواد ، نرى تفاعل التحولات الفيزيائية والكيميائية. يتم لعب الدور الرئيسي فيها من خلال ظاهرة تدمير الروابط الكيميائية: القطبية التساهمية أو الأيونية ، في جزيئات المركب الذائب. يتم التعبير عن الجانب المادي لانكسار الرابطة في امتصاص الطاقة. هناك أيضًا تفاعل بين جزيئات المذيبات والجزيئات الذائبة ، تسمى الذوبان ، في حالة المحاليل المائية - الترطيب. لا يترافق فقط مع ظهور روابط جديدة ، ولكن أيضًا بإطلاق الطاقة.
في مقالتنا ، درسنا السؤال عن ماهية الحل ، واكتشفنا أيضًا آلية تشكيل الحلول وأهميتها.
