Giải pháp đúng: định nghĩa, tính năng, thành phần, thuộc tính, ví dụ

2024 Tác giả: Angel Austin | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 05:46

Giải pháp, cũng như quá trình hình thành của chúng, có tầm quan trọng lớn đối với thế giới xung quanh chúng ta. Nước và không khí là hai đại diện của chúng, nếu không có nước và không khí thì sự sống trên Trái đất là không thể. Hầu hết các chất lỏng sinh học trong thực vật và động vật cũng là dung dịch. Quá trình tiêu hóa gắn bó chặt chẽ với việc phân giải các chất dinh dưỡng.

Bất kỳ hoạt động sản xuất nào cũng gắn với việc sử dụng một số loại dung dịch nhất định. Chúng được sử dụng trong các ngành công nghiệp dệt may, thực phẩm, dược phẩm, gia công kim loại, khai thác mỏ, chất dẻo và sợi. Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải hiểu chúng là gì, biết thuộc tính và đặc điểm phân biệt của chúng.

Dấu hiệu của giải pháp đích thực

Solutions được hiểu là hệ thống đồng nhất đa thành phần được hình thành trong quá trình phân phối thành phần này trong thành phần khác. Chúng còn được gọi là hệ phân tán, tùy thuộc vào kích thước của các hạt tạo thành chúng, được chia thành hệ keo, huyền phù và dung dịch thực.

Trong trường hợp sau, các thành phần ở trạng thái phân tách thành phân tử, nguyên tử hoặc ion. Các hệ thống phân tán phân tử như vậy được đặc trưng bởi các tính năng sau:

• mối quan hệ (tương tác);
• tính tự phát của giáo dục;
• hằng số của nồng độ;
• đồng nhất;
• bền vững.

Nói cách khác, chúng có thể được hình thành nếu có sự tương tác giữa các thành phần, dẫn đến sự phân tách tự phát của chất thành các hạt nhỏ mà không cần nỗ lực bên ngoài. Các dung dịch thu được phải là một pha, nghĩa là không được có mặt phân cách giữa các phần cấu thành. Dấu hiệu cuối cùng là quan trọng nhất, vì quá trình hòa tan có thể tiến hành một cách tự phát chỉ khi nó thuận lợi về mặt năng lượng cho hệ thống. Trong trường hợp này, năng lượng tự do giảm, và hệ thống trở thành trạng thái cân bằng. Tính đến tất cả các tính năng này, chúng tôi có thể xây dựng định nghĩa sau:

Một dung dịch đúng là một hệ cân bằng bền của các hạt tương tác của hai hay nhiều chất, kích thước của chúng không vượt quá 10^-7cm, tức là chúng tương xứng với các nguyên tử, phân tử và ion.

Một trong những chất là dung môi (theo quy luật, đây là thành phần có nồng độ cao hơn), và phần còn lại là chất tan. Nếu các chất ban đầu ở các trạng thái tập hợp khác nhau, thì dung môi được coi là chất không thay đổi nó.

Các loại giải pháp thực sự

Theo trạng thái tập hợp, các dung dịch là lỏng, khí và rắn. Hệ thống chất lỏng là phổ biến nhất, và chúng cũng được chia thành nhiều loại tùy thuộc vào trạng thái ban đầu.chất tan:

• rắn ở thể lỏng, như đường hoặc muối trong nước;
• chất lỏng trong chất lỏng, chẳng hạn như axit sulfuric hoặc hydrochloric trong nước;
• khí đối với chất lỏng, như oxy hoặc carbon dioxide trong nước.

Tuy nhiên, không chỉ có nước mới có thể là dung môi. Và theo bản chất của dung môi, tất cả các dung dịch lỏng được chia thành nước, nếu các chất hòa tan trong nước và không chứa nước, nếu các chất hòa tan trong ete, etanol, benzen, v.v.

Theo độ dẫn điện, dung dịch được chia thành chất điện ly và chất không điện ly. Chất điện li là những hợp chất có liên kết tinh thể chủ yếu là ion, khi phân ly trong dung dịch sẽ tạo thành các ion. Khi hòa tan, các chất không điện ly sẽ bị phân hủy thành các nguyên tử hoặc phân tử.

Trong các dung dịch đúng, hai quá trình ngược lại xảy ra đồng thời - sự hòa tan của một chất và sự kết tinh của nó. Tùy thuộc vào vị trí cân bằng trong hệ "dung dịch chất tan", các loại dung dịch sau được phân biệt:

• bão hòa, khi tốc độ hòa tan của một chất nhất định bằng tốc độ kết tinh của chính chất đó, tức là dung dịch ở trạng thái cân bằng với dung môi;
• không bão hòa nếu chúng chứa ít chất tan hơn bão hòa ở cùng nhiệt độ;
• siêu bão hòa, chứa lượng chất tan dư thừa so với chất bão hòa và một tinh thể của nó là đủ để bắt đầu kết tinh hoạt động.

Như một định lượngđặc điểm, phản ánh hàm lượng của một thành phần cụ thể trong dung dịch, nồng độ sử dụng. Các dung dịch có hàm lượng chất tan thấp được gọi là loãng và với hàm lượng cao - đậm đặc.

Cách thể hiện sự tập trung

Phần khối lượng (ω) - khối lượng của chất (m_v-va), được gọi là khối lượng của dung dịch (m_p-ra). Trong trường hợp này, khối lượng của dung dịch được lấy bằng tổng khối lượng của chất và dung môi (m_p-la).

Phân số mol (N) - số mol của chất tan (N_v-va) chia cho tổng số mol của các chất tạo thành dung dịch (ΣN).

Molality (C_m) - số mol của chất tan (N_v-va) chia cho khối lượng của dung môi (m r-la _).

Nồng độ mol (C_m) - khối lượng của chất tan (m_v-va) là thể tích của toàn bộ dung dịch (V).

Định mức, hoặc nồng độ tương đương, (C_n) - số đương lượng (E) của chất tan, được gọi là thể tích của dung dịch.

Chất chuẩn (T) - khối lượng của một chất (m_in-va) bị hòa tan trong một thể tích dung dịch nhất định.

Phần thể tích (ϕ) của một chất ở thể khí - thể tích của chất (V_v-va) chia cho thể tích của dung dịch (V_p-ra).

Thuộc tính của giải pháp

Xem xét vấn đề này, hầu hết họ thường nói về dung dịch loãng của chất không điện giải. Điều này trước hết là do mức độ tương tác giữa các hạt đưa chúng đến gần khí lý tưởng hơn. Và thứ hai,tính chất của chúng là do sự liên kết với nhau của tất cả các hạt và tỷ lệ thuận với hàm lượng của các thành phần. Các tính chất như vậy của các giải pháp thực sự được gọi là colligative. Áp suất hơi của dung môi trong dung dịch được mô tả bằng định luật Raoult, cho biết rằng sự giảm áp suất hơi bão hòa của dung môi ΔР so với dung dịch tỷ lệ thuận với phần mol của chất tan (T_{v- va}) và áp suất hơi so với dung môi nguyên chất (R⁰_r-la):

ΔР=Р^o_r-la∙ T_v-va

Sự gia tăng điểm sôi ΔТк và điểm đông ΔТз của các dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ mol của các chất hòa tan trong chúng С_m:

ΔT_k=E ∙ C_m, trong đó E là hằng số riêng;

ΔT_z=K ∙ C_m, trong đó K là hằng số đông lạnh.

Áp suất thẩm thấu π được tính theo phương trình:

π=R ∙ E ∙ X_v-va/ V_r-la, trong đó X_v-valà phần mol của chất tan, V_r-lalà thể tích của dung môi.

Tầm quan trọng của các giải pháp trong cuộc sống hàng ngày của bất kỳ người nào rất khó để đánh giá quá cao. Nước thiên nhiên chứa các khí hòa tan - CO₂và O₂, các loại muối khác nhau - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl, v.v. Nhưng không có các tạp chất này trong cơ thể có thể làm gián đoạn quá trình chuyển hóa nước-muối và hoạt động của hệ thống tim mạch. Một ví dụ khác về các dung dịch đúng là hợp kim của kim loại. Nó có thể là đồng thau hoặc vàng trang sức, nhưng quan trọng nhất là sau khi trộncác thành phần nóng chảy và làm lạnh dung dịch thu được, một pha rắn được hình thành. Hợp kim kim loại được sử dụng ở mọi nơi, từ dao kéo đến đồ điện tử.