NA Svakidašnjica ljudi rijetko susreću Većina predmeta su mješavine tvari.

Otopina je ona u kojoj su komponente jednolično izmiješane. Postoji nekoliko vrsta prema veličini čestica: grubi sustavi, molekularne otopine i koloidni sustavi, koji se često nazivaju solovi. U ovom članku govorimo o molekularnoj (ili topljivosti tvari u vodi - jednom od glavnih uvjeta koji utječu na stvaranje spojeva.

Topljivost tvari: što je to i zašto je potrebno

Da biste razumjeli ovu temu, morate znati topljivost tvari. jednostavnim jezikom, sposobnost je tvari da se spaja s drugom i tvori homogenu smjesu. Ako se pristupi sa znanstvena točka gledišta, možemo razmotriti složeniju definiciju. Topljivost tvari je njihova sposobnost da tvore homogene (ili heterogene) sastave s jednom ili više tvari s disperziranom raspodjelom komponenata. Postoji nekoliko klasa tvari i spojeva:

  • topljiv;
  • slabo topljiv;
  • netopljiv.

Što je mjera topljivosti tvari

Sadržaj tvari u zasićenoj smjesi mjera je njezine topljivosti. Kao što je gore spomenuto, za sve tvari to je drugačije. Topljivi su oni koji mogu razrijediti više od 10 g sebe u 100 g vode. Druga kategorija je manja od 1 g pod istim uvjetima. Praktički netopljivi su oni u čiju smjesu prelazi manje od 0,01 g komponente. U tom slučaju tvar ne može prenijeti svoje molekule u vodu.

Koliki je koeficijent topljivosti

Koeficijent topljivosti (k) je pokazatelj najveće mase tvari (g) koja se može otopiti u 100 g vode ili druge tvari.

Otapala

Ovaj proces uključuje otapalo i otopljenu tvar. Prvi se razlikuje po tome što je u početku u istom agregatnom stanju kao konačna smjesa. U pravilu se uzima u većim količinama.

Međutim, mnogi znaju da voda zauzima posebno mjesto u kemiji. Za to postoje posebna pravila. Otopina u kojoj je prisutna H 2 O naziva se vodena otopina. Kada je riječ o njima, tekućina je ekstragent čak i kada je u manjoj količini. Primjer je 80% otopina dušične kiseline u vodi. Ovdje udjeli nisu jednaki.Iako je udio vode manji od udjela kiselina, netočno je tvar nazivati ​​20%-tnom otopinom vode u dušičnoj kiselini.

Postoje smjese koje ne sadrže H 2 O. Zvat ćemo ih nevodene. Takve otopine elektrolita su ionski vodiči. Sadrže pojedinačne ili mješavine ekstragensa. Sastoje se od iona i molekula. Koriste se u industrijama poput medicine, proizvodnje kućanskih kemikalija, kozmetike i drugih područja. Mogu kombinirati nekoliko željenih tvari različite topivosti. Komponente mnogih proizvoda koji se primjenjuju izvana su hidrofobne. Drugim riječima, oni nemaju dobru interakciju s vodom. U njima mogu biti hlapljivi, nehlapljivi i kombinirani. Organske tvari u prvom slučaju dobro otapaju masti. Isparljive tvari uključuju alkohole, ugljikovodike, aldehide i druge. Često su uključeni u kućanske kemikalije. Nehlapljivi se najčešće koriste za izradu masti. To su masna ulja, tekući parafin, glicerin i drugi. Kombinirana je mješavina hlapljivih i nehlapljivih, na primjer, etanol s glicerinom, glicerin s dimeksidom. Također mogu sadržavati vodu.

Vrste otopina prema stupnju zasićenosti

Zasićena otopina je smjesa kemijske tvari, koji sadrži najveću koncentraciju jedne tvari u otapalu pri određenoj temperaturi. Neće se dalje razmnožavati. U pripremi čvrste tvari zamjetno je taloženje koje je s njom u dinamičkoj ravnoteži. Ovaj pojam označava stanje koje traje u vremenu zbog njegova istovremenog tijeka u dva suprotna smjera (naprijed i obrnuta reakcija) istom brzinom.

Ako se tvar još uvijek može razgraditi na konstantnoj temperaturi, tada je ova otopina nezasićena. Stabilni su. Ali ako im nastavite dodavati tvar, ona će se razrijediti u vodi (ili drugoj tekućini) dok ne postigne svoju maksimalnu koncentraciju.

Druga vrsta je prezasićena. Sadrži više otopljene tvari nego što može biti pri konstantnoj temperaturi. Zbog činjenice da su u nestabilnoj ravnoteži, dolazi do kristalizacije kada se na njih fizički utječe.

Kako razlikovati zasićenu otopinu od nezasićene?

Ovo je dovoljno jednostavno učiniti. Ako je tvar kruta, tada se u zasićenoj otopini može vidjeti talog. U tom slučaju, ekstraktant se može zgusnuti, kao, na primjer, u zasićenom sastavu, voda kojoj je dodan šećer.
Ali ako promijenite uvjete, povećate temperaturu, tada se više neće smatrati zasićenim, jer je na više visoka temperatura maksimalna koncentracija ova tvar će biti drugačija.

Teorije međudjelovanja komponenti otopina

Postoje tri teorije o međudjelovanju elemenata u smjesi: fizikalna, kemijska i moderna. Autori prve su Svante August Arrhenius i Wilhelm Friedrich Ostwald. Pretpostavili su da su zbog difuzije čestice otapala i otopljene tvari ravnomjerno raspoređene po volumenu smjese, ali među njima nema interakcije. Suprotna je kemijska teorija koju je iznio Dmitrij Ivanovič Mendeljejev. Prema njemu, kao rezultat kemijske interakcije između njih nastaju nestabilni spojevi stalnog ili promjenjivog sastava koji se nazivaju solvati.

Trenutno se koristi jedinstvena teorija Vladimira Aleksandroviča Kistjakovskog i Ivana Aleksejeviča Kablukova. Kombinira fizičko i kemijsko. Moderna teorija navodi da u otopini postoje i neinteragirajuće čestice tvari i proizvodi njihove interakcije - solvati, čije je postojanje dokazao Mendeljejev. U slučaju kada je ekstragent voda, nazivaju se hidrati. Pojava u kojoj nastaju solvati (hidrati) naziva se solvatacija (hidratacija). Utječe na sve fizikalne i kemijske procese i mijenja svojstva molekula u smjesi. Solvatacija nastaje zbog činjenice da solvatacijska ljuska, koja se sastoji od molekula ekstragenta blisko povezanih s njim, okružuje molekulu otopljene tvari.

Čimbenici koji utječu na topljivost tvari

Kemijski sastav tvari. Pravilo "slično privlači slično" vrijedi i za reagense. slični u fizičkom i kemijska svojstva tvari se mogu međusobno brže otapati. Na primjer, nepolarni spojevi dobro međusobno djeluju s nepolarnima. Tvari s polarnim molekulama ili ionskom strukturom razrjeđuju se u polarnim, na primjer, u vodi. U njemu se razgrađuju soli, lužine i druge komponente, a nepolarne - obrnuto. Može se dati jednostavan primjer. Za pripremu zasićene otopine šećera u vodi potrebna je veća količina tvari nego u slučaju soli. Što to znači? Jednostavno rečeno, u vodi možete razrijediti puno više šećera nego soli.

Temperatura. Da biste povećali topljivost krutih tvari u tekućinama, trebate povećati temperaturu ekstragenta (radi u većini slučajeva). Može se prikazati primjer. Ako stavite prstohvat natrijeva klorida (soli). hladna voda, onda ovaj proces dugo će trajati. Ako isto učinite s vrućim medijem, tada će otapanje biti mnogo brže. To se objašnjava činjenicom da se kao rezultat povećanja temperature povećava kinetička energija, čija se značajna količina često troši na uništavanje veza između molekula i iona krutine. Međutim, kada temperatura poraste u slučaju soli litija, magnezija, aluminija i alkalijskih soli, njihova se topljivost smanjuje.

Pritisak. Ovaj faktor utječe samo na plinove. Njihova topljivost raste s povećanjem tlaka. Uostalom, smanjuje se volumen plinova.

Promjena brzine otapanja

Nemojte brkati ovaj pokazatelj s topljivošću. Uostalom, različiti čimbenici utječu na promjenu ova dva pokazatelja.

Stupanj fragmentacije otopljene tvari. Ovaj faktor utječe na topljivost krutih tvari u tekućinama. U cijelom (grudastom) stanju, sastav se razrjeđuje duže od onog koji je razbijen na male komadiće. Uzmimo primjer. Čvrstom bloku soli trebat će puno više vremena da se otopi u vodi nego soli u obliku pijeska.

Brzina miješanja. Kao što je poznato, ovaj se proces može katalizirati miješanjem. Važna je i njegova brzina, jer što je brža, to će se tvar brže otopiti u tekućini.

Zašto je važno znati topljivost krutih tvari u vodi?

Prije svega, takve su sheme potrebne za ispravno rješavanje kemijskih jednadžbi. U tablici topljivosti nalaze se naboji svih tvari. Potrebno ih je poznavati kako bi se pravilno zapisali reagensi i sastavila jednadžba kemijska reakcija. Topivost u vodi pokazuje mogu li sol ili baza disocirati. Vodeni spojevi koji provode struju imaju u svom sastavu jake elektrolite. Postoji još jedna vrsta. Oni koji slabo provode struju smatraju se slabim elektrolitima. U prvom slučaju, komponente su tvari koje su potpuno ionizirane u vodi. Dok slabi elektroliti pokazuju ovaj pokazatelj samo u maloj mjeri.

Jednadžbe kemijskih reakcija

Postoji nekoliko vrsta jednadžbi: molekularne, potpune ionske i kratke ionske. Zapravo, posljednja opcija je skraćeni oblik molekularne. Ovo je konačan odgovor. Potpuna jednadžba sadrži reaktante i produkte reakcije. Sada dolazi red na tablicu topljivosti tvari. Prvo treba provjeriti je li reakcija izvediva, odnosno je li ispunjen jedan od uvjeta za reakciju. Postoje samo 3 od njih: stvaranje vode, oslobađanje plina, padalina. Ako prva dva uvjeta nisu ispunjena, potrebno je provjeriti posljednji. Da biste to učinili, morate pogledati tablicu topljivosti i saznati postoji li netopljiva sol ili baza u produktima reakcije. Ako jest, onda će to biti talog. Nadalje, tablica će biti potrebna za pisanje ionske jednadžbe. Budući da su sve topljive soli i baze jaki elektroliti, razložit će se na katione i anione. Nadalje, nevezani ioni se reduciraju, a jednadžba se piše u kratkom obliku. Primjer:

  1. K 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl,
  2. 2K + 2SO 4 + Ba + 2Cl \u003d BaSO 4 ↓ + 2K + 2Cl,
  3. Ba+SO4=BaSO4 ↓.

Dakle, tablica topljivosti tvari jedan je od ključnih uvjeta za rješavanje ionskih jednadžbi.

Detaljna tablica pomaže vam saznati koliko sastojaka trebate uzeti za pripremu bogate smjese.

Tablica topljivosti

Ovako izgleda uobičajena nepotpuna tablica. Važno je da je ovdje navedena temperatura vode, jer je to jedan od faktora koje smo već spomenuli.

Kako koristiti tablicu topljivosti tvari?

Tablica topljivosti tvari u vodi jedan je od glavnih pomoćnika kemičara. Pokazuje kako različite tvari i spojevi stupaju u interakciju s vodom. Topljivost krutih tvari u tekućini pokazatelj je bez kojeg su mnoge kemijske manipulacije nemoguće.

Stol je vrlo jednostavan za korištenje. Kationi (pozitivno nabijene čestice) napisani su u prvom retku, anioni (negativno nabijene čestice) u drugom retku. Veći dio tablice zauzima mreža s određenim simbolima u svakoj ćeliji. To su slova "P", "M", "H" i znakovi "-" i "?".

  • "P" - spoj je otopljen;
  • "M" - malo se otapa;
  • "H" - ne otapa se;
  • "-" - veza ne postoji;
  • "?" - nema podataka o postojanju veze.

U ovoj tablici postoji jedno prazno polje - to je voda.

Jednostavan primjer

Sada o tome kako raditi s takvim materijalom. Recimo da trebate saznati je li sol topiva u vodi - MgSo 4 (magnezijev sulfat). Da biste to učinili, morate pronaći stupac Mg 2+ i spustiti ga do linije SO 4 2-. Na njihovom sjecištu je slovo P, što znači da je spoj topiv.

Zaključak

Dakle, proučavali smo pitanje topljivosti tvari u vodi i ne samo. Bez sumnje, ovo znanje će biti korisno u daljnjem proučavanju kemije. Uostalom, topljivost tvari tu igra važnu ulogu. Koristan je u rješavanju kemijskih jednadžbi i raznih problema.

Dogovori u tablici topljivosti:
R- tvar je visoko topljiva u vodi;
M- tvar je slabo topljiva u vodi;
H- tvar je praktički netopljiva u vodi, ali lako topljiva u slabim i razrijeđenim kiselinama;
RK- tvar je netopljiva u vodi i otapa se samo u jakim anorganskim kiselinama;
NK- tvar nije topljiva ni u vodi ni u kiselinama;
G- tvar je potpuno hidrolizirana nakon otapanja i ne postoji u kontaktu s vodom;
— - tvar ne postoji.

Tablica topljivosti (škola)

Prema teorije elektrolitičke disocijacije, kada se otope u vodi, elektroliti se razlažu (disociraju) na pozitivno i negativno nabijene ione. Pozitivno nabijene ione nazivamo kationima, a negativno nabijenim anionima. U katione u pravilu spadaju vodikovi, amonijevi i metalni ioni. U anione spadaju i ioni kiselinskih ostataka i hidroksidni ion.

Na primjer disocijacija klorovodične kiseline HCl se može izraziti sljedećom jednadžbom:

HCl ↔H + + Cl —

i vodena otopina soli barijevog klorida:

BaCl 2 ↔Ba 2+ + 2Cl -

Tablica topljivosti pokazuje odnos raznih tvari prema otapanju u raznim otapalima.Za pojedini elektrolit određuje se jednadžba njegove disocijacije u danom otapalu,tj. kation i anion, te iz tablice pronađite omjer elektrolita i otapanja.

Tablica topljivosti soli, kiselina i baza temelj je bez kojega je nemoguće u potpunosti svladati kemijska znanja. Topljivost baza i soli pomaže u podučavanju ne samo školaraca, već i stručnjaka. Stvaranje mnogih životnih proizvoda ne može bez ovog znanja.

Tablica topljivosti kiselina, soli i baza u vodi

Tablica topljivosti soli i baza u vodi je priručnik koji pomaže u svladavanju osnova kemije. Sljedeće napomene pomoći će vam da razumijete donju tablicu.

  • P - označava topljivu tvar;
  • H je netopljiva tvar;
  • M - tvar je slabo topljiva u vodenom okolišu;
  • RK - tvar se može otopiti samo kada je izložena jakim organskim kiselinama;
  • Crtica će reći da takvo stvorenje ne postoji u prirodi;
  • NK - ne otapa se ni u kiselinama ni u vodi;
  • ? - upitnik označava da danas nema točnih podataka o otapanju tvari.

Stol često koriste kemičari i školarci, studenti za dirigiranje laboratorijska istraživanja, tijekom kojih je potrebno uspostaviti uvjete za pojavu određenih reakcija. Prema tablici, ispada da se sazna kako se tvar ponaša u klorovodičnoj ili kiseloj sredini, je li moguć talog. Talog tijekom istraživanja i pokusa ukazuje na nepovratnost reakcije. Ovo je značajna točka koja može utjecati na tijek cjelokupnog laboratorijskog rada.