Trong cuộc sống hàng ngày, người ta hiếm khi bắt gặp những chất tinh khiết. Hầu hết các mặt hàng là hỗn hợp của các chất.
Dung dịch là một hỗn hợp đồng nhất, trong đó các thành phần được trộn đều. Có một số loại theo kích thước hạt: hệ thô, dung dịch phân tử và hệ keo, thường được gọi là sols. Bài báo này đề cập đến các giải pháp phân tử (hoặc đúng). Khả năng hòa tan của các chất trong nước là một trong những điều kiện chính ảnh hưởng đến sự hình thành các hợp chất.
Độ hoà tan của các chất: nó là gì và tại sao nó cần
Để hiểu chủ đề này, bạn cần biết dung dịch và độ tan của các chất là gì. Nói một cách dễ hiểu, đây là khả năng một chất kết hợp với một chất khác và tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Từ quan điểm khoa học, một định nghĩa phức tạp hơn có thể được xem xét. Khả năng hòa tan của các chất là khả năng của chúng tạo thành các chế phẩm đồng nhất (hoặc không đồng nhất) với một hoặc nhiều chất có sự phân bố phân tán các thành phần. Có một số loại chất và hợp chất:
- tức;
- kém tan;
- không tan.
Thước đo độ hòa tan của một chất nói lên điều gì
Hàm lượng của một chất trong hỗn hợp bão hòa là thước đo độ hòa tan của chất đó. Như đã nói ở trên, đối với tất cả các chất thì khác. Chất hòa tan là những chất có thể pha loãng hơn 10g trong 100g nước. Loại thứ hai nhỏ hơn 1 g trong cùng điều kiện. Thực tế không hòa tan là những chất trong hỗn hợp có ít hơn 0,01 g thành phần đi qua. Trong trường hợp này, chất không thể chuyển các phân tử của nó thành nước.
Hệ số hòa tan là gì
Hệ số hòa tan (k) là chỉ số về khối lượng tối đa của một chất (g) có thể được pha loãng trong 100 g nước hoặc một chất khác.
Dung môi
Quá trình này liên quan đến dung môi và chất hòa tan. Loại đầu tiên khác ở chỗ ban đầu nó ở trạng thái tập hợp giống như hỗn hợp cuối cùng. Theo quy định, nó được lấy với số lượng lớn hơn.
Tuy nhiên, nhiều người biết rằng nước chiếm một vị trí đặc biệt trong hóa học. Có những quy tắc riêng cho nó. Dung dịch có H2O có mặt được gọi là dung dịch nước. Khi nói về chúng, chất lỏng là một chất chiết xuất ngay cả khi nó ở một lượng nhỏ hơn. Một ví dụ là dung dịch axit nitric 80% trong nước. Các tỷ lệ ở đây không bằng nhau Mặc dù tỷ trọng của nước nhỏ hơn axit, nhưng việc gọi chất này là dung dịch 20% của nước trong axit nitric là không chính xác.
Có những hỗn hợp thiếu H2O. Họ sẽ mang tênkhông chứa nước. Các dung dịch điện phân như vậy là chất dẫn ion. Chúng chứa một hoặc hỗn hợp các chất chiết xuất. Chúng được cấu tạo bởi các ion và phân tử. Chúng được sử dụng trong các ngành công nghiệp như y học, sản xuất hóa chất gia dụng, mỹ phẩm và các lĩnh vực khác. Chúng có thể kết hợp một số chất mong muốn với độ hòa tan khác nhau. Các thành phần của nhiều sản phẩm được áp dụng bên ngoài là kỵ nước. Nói cách khác, chúng không tương tác tốt với nước. Trong những hỗn hợp như vậy, dung môi có thể dễ bay hơi, không bay hơi hoặc kết hợp với nhau. Chất hữu cơ trong trường hợp thứ nhất hòa tan tốt các chất béo. Các chất bay hơi bao gồm rượu, hydrocacbon, andehit, và những chất khác. Chúng thường được bao gồm trong các hóa chất gia dụng. Không bay hơi thường được sử dụng để sản xuất thuốc mỡ. Đây là dầu béo, parafin lỏng, glycerin và những loại khác. Kết hợp là một hỗn hợp của dễ bay hơi và không bay hơi, ví dụ, etanol với glixerin, glixerin với dimexit. Chúng cũng có thể chứa nước.
Các loại dung dịch theo mức độ bão hòa
Dung dịch bão hoà là hỗn hợp hoá chất chứa nồng độ tối đa của một chất trong dung môi ở một nhiệt độ nhất định. Nó sẽ không sinh sản thêm. Trong điều chế một chất rắn, người ta chú ý đến kết tủa, chất này ở trạng thái cân bằng động với nó. Khái niệm này có nghĩa là trạng thái tồn tại theo thời gian do dòng chảy của nó đồng thời theo hai hướng ngược nhau (phản ứng thuận và nghịch) với cùng tốc độ.
Nếu chấtở nhiệt độ không đổi vẫn có thể bị phân hủy, khi đó dung dịch này là dung dịch chưa bão hòa. Chúng ổn định. Nhưng nếu bạn tiếp tục thêm một chất vào chúng, thì chất đó sẽ được pha loãng trong nước (hoặc chất lỏng khác) cho đến khi đạt đến nồng độ tối đa.
Một cái nhìn khác - quá bão hòa. Nó chứa nhiều chất tan hơn có thể ở nhiệt độ không đổi. Do chúng ở trạng thái cân bằng không ổn định, tác động vật lý lên chúng gây ra sự kết tinh.
Làm thế nào để bạn phân biệt một dung dịch bão hòa với một dung dịch không bão hòa?
Điều này đủ dễ dàng để làm. Nếu chất đó là chất rắn thì trong dung dịch bão hoà có thể thấy kết tủa. Trong trường hợp này, chất chiết xuất có thể đặc lại, chẳng hạn như trong chế phẩm bão hòa, nước đã được thêm đường vào.
Nhưng nếu bạn thay đổi điều kiện, tăng nhiệt độ, thì nó sẽ không còn được coi là bão hòa, vì ở nhiệt độ cao hơn nồng độ tối đa của chất này sẽ khác.
Các lý thuyết về sự tương tác của các thành phần của giải pháp
Có ba lý thuyết liên quan đến sự tương tác của các nguyên tố trong một hỗn hợp: vật lý, hóa học và hiện đại. Các tác giả của cuốn đầu tiên là Svante August Arrhenius và Wilhelm Friedrich Ostwald. Họ giả định rằng, do sự khuếch tán, các phần tử của dung môi và chất tan được phân bố đều trong thể tích của hỗn hợp, nhưng không có sự tương tác giữa chúng. Lý thuyết hóa học do Dmitri Ivanovich Mendeleev đưa ra thì ngược lại với nó. Theo đó, do tương tác hóa học giữa chúng, không ổn địnhcác hợp chất có thành phần không đổi hoặc thay đổi, được gọi là solvat.
Hiện tại, lý thuyết thống nhất của Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky và Ivan Alekseevich Kablukov được sử dụng. Nó kết hợp vật lý và hóa học. Lý thuyết hiện đại nói rằng trong dung dịch có cả các hạt không tương tác của các chất và sản phẩm của sự tương tác của chúng - solvat, sự tồn tại mà Mendeleev đã chứng minh. Trong trường hợp chất chiết xuất là nước, chúng được gọi là hydrat. Hiện tượng mà các solvat hóa (hydrat) được hình thành được gọi là quá trình solvat hóa (hydrat hóa). Nó ảnh hưởng đến tất cả các quá trình vật lý và hóa học và thay đổi tính chất của các phân tử trong hỗn hợp. Quá trình hòa tan xảy ra do thực tế là vỏ solvat hóa, bao gồm các phân tử của chất chiết xuất liên kết chặt chẽ với nó, bao quanh phân tử chất hòa tan.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của các chất
Thành phần hoá học của các chất. Quy tắc "like thu hút like" cũng áp dụng cho thuốc thử. Các chất giống nhau về tính chất vật lý và hóa học có thể hòa tan lẫn nhau nhanh hơn. Ví dụ, các hợp chất không phân cực tương tác tốt với các hợp chất không phân cực. Các chất có phân tử phân cực hoặc cấu trúc ion được pha loãng ở các chất phân cực, ví dụ, trong nước. Muối, kiềm và các thành phần khác bị phân hủy trong đó, trong khi những thành phần không phân cực thì ngược lại. Một ví dụ đơn giản có thể được đưa ra. Để điều chế dung dịch bão hòa đường trong nước, cần một lượng chất lớn hơn so với trường hợp muối. Nó có nghĩa là gì? Nói một cách đơn giản, bạn có thể sinh sản nhiều hơnđường trong nước hơn muối.
Nhiệt độ. Để tăng khả năng hòa tan của chất rắn trong chất lỏng, bạn cần tăng nhiệt độ của chất chiết (hoạt động trong hầu hết các trường hợp). Một ví dụ có thể được hiển thị. Nếu bạn cho một nhúm natri clorua (muối) vào nước lạnh, quá trình này sẽ mất nhiều thời gian. Nếu bạn làm tương tự với môi trường nóng, thì quá trình hòa tan sẽ nhanh hơn nhiều. Điều này được giải thích là do kết quả của sự tăng nhiệt độ, động năng tăng lên, một lượng đáng kể thường được sử dụng vào việc phá hủy các liên kết giữa các phân tử và ion của chất rắn. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng trong trường hợp của các muối liti, magiê, nhôm và kiềm, khả năng hòa tan của chúng sẽ giảm xuống.
Áp lực. Yếu tố này chỉ ảnh hưởng đến chất khí. Độ hòa tan của chúng tăng khi áp suất tăng. Sau cùng, thể tích các khí đều giảm.
Thay đổi tỷ lệ hòa tan
Đừng nhầm lẫn chỉ số này với độ hòa tan. Rốt cuộc, các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến sự thay đổi của hai chỉ số này.
Mức độ phân mảnh của chất hòa tan. Yếu tố này ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của chất rắn trong chất lỏng. Ở trạng thái toàn bộ (vón cục), chế phẩm được pha loãng lâu hơn so với chế phẩm được chia thành các mảnh nhỏ. Hãy lấy một ví dụ. Một khối muối rắn sẽ mất nhiều thời gian để hòa tan trong nước hơn muối ở dạng cát.
Tốc độ khuấy. Như đã biết, quá trình này có thể được xúc tác bằng cách khuấy. Tốc độ của nó cũng rất quan trọng, bởi vì nó càng lớn thì nó sẽ tan nhanh hơn.chất ở thể lỏng.
Tại sao chúng ta cần biết khả năng hòa tan của chất rắn trong nước?
Trước hết, cần có những sơ đồ như vậy để giải các phương trình hóa học một cách chính xác. Trong bảng tính tan có điện tích của tất cả các chất. Chúng cần được biết để ghi lại chính xác các thuốc thử và lập phương trình phản ứng hóa học. Tính tan trong nước cho biết muối hoặc bazơ có thể phân ly hay không. Các hợp chất nước dẫn điện có chất điện li mạnh trong thành phần của chúng. Có một loại khác. Những chất dẫn điện kém được coi là chất điện ly yếu. Trong trường hợp đầu tiên, các thành phần là các chất bị ion hóa hoàn toàn trong nước. Trong khi chất điện giải yếu chỉ hiển thị chỉ số này ở một mức độ nhỏ.
Phương trình phản ứng hóa học
Có một số loại phương trình: phân tử, ion đầy đủ và ion ngắn. Thực tế, phương án cuối cùng là một dạng phân tử rút gọn. Đây là câu trả lời cuối cùng. Phương trình hoàn chỉnh chứa các chất phản ứng và sản phẩm của phản ứng. Bây giờ đến lượt bảng tính tan của các chất. Đầu tiên bạn cần kiểm tra xem phản ứng có khả thi hay không, tức là có đáp ứng một trong các điều kiện của phản ứng hay không. Chỉ có 3 trong số đó: sự tạo thành nước, sự thoát ra khí, sự kết tủa. Nếu hai điều kiện đầu tiên không được đáp ứng, bạn cần kiểm tra điều kiện cuối cùng. Để làm được điều này, bạn cần nhìn vào bảng tính tan và tìm xem có muối hoặc bazơ không tan trong các sản phẩm phản ứng hay không. Nếu đúng như vậy, thì đây sẽ là cặn. Hơn nữa, bảng sẽ được yêu cầu để viết phương trình ion. Vì tất cả các muối và bazơ tan đều là chất điện li mạnh,sau đó chúng sẽ bị phân hủy thành các cation và anion. Hơn nữa, các ion không liên kết bị khử và phương trình được viết dưới dạng ngắn gọn. Ví dụ:
- K2SO4+ BaCl2=BaSO4↓ + 2HCl,
- 2K + 2SO4+ Ba + 2Cl=BaSO4↓ + 2K + 2Cl,
- Ba + SO4=BaSO4↓.
Như vậy, bảng tính tan của các chất là một trong những điều kiện quan trọng để giải phương trình ion.
Bảng chi tiết giúp bạn biết mình cần bao nhiêu thành phần để tạo ra hỗn hợp đặc.
Bảng độ tan
Đây là bảng không đầy đủ thông thường. Điều quan trọng là nhiệt độ nước phải được chỉ ra ở đây, vì nó là một trong những yếu tố mà chúng ta đã thảo luận ở trên.
Cách sử dụng bảng độ tan?
Bảng tính tan của các chất trong nước là một trong những trợ thủ chính của nhà hóa học. Nó cho thấy các chất và hợp chất khác nhau tương tác với nước như thế nào. Độ hòa tan của chất rắn trong chất lỏng là một chỉ số mà không có nhiều thao tác hóa học là không thể.
Bảng này rất dễ sử dụng. Cation (hạt mang điện dương) được viết ở dòng đầu tiên, anion (hạt mang điện âm) được viết ở dòng thứ hai. Hầu hết bảng được chiếm bởi một lưới với các ký hiệu nhất định trong mỗi ô. Đây là các chữ cái "P", "M", "H" và các dấu "-" và "?".
- "P" - hợp chất hòa tan;
- "M" - tan ra một chút;
- "H" - không tan;
- "-" - không tồn tại kết nối;
- "?" - không có thông tin về sự tồn tại của kết nối.
Có một ô trống trong bảng này - đây là nước.
Ví dụ đơn giản
Bây giờ về cách làm việc với vật liệu như vậy. Giả sử bạn cần tìm xem muối có hòa tan trong nước hay không - MgSo4(magie sunfat). Để làm điều này, bạn cần tìm cột Mg2 +và đi xuống dòng SO42-. Tại giao điểm của chúng là chữ P, có nghĩa là hợp chất có thể hòa tan.
Kết
Vì vậy, chúng tôi đã nghiên cứu câu hỏi về khả năng hòa tan của các chất trong nước và không chỉ. Không nghi ngờ gì nữa, kiến thức này sẽ hữu ích trong việc nghiên cứu sâu hơn về hóa học. Sau khi tất cả, khả năng hòa tan của các chất đóng một vai trò quan trọng ở đó. Nó sẽ hữu ích cho việc giải các phương trình hóa học và các vấn đề khác nhau.
