Čiste tvari se gotovo nikada ne nalaze u prirodi. Uglavnom, predstavljeni su u obliku smjesa koje mogu formirati homogene ili heterogene sustave.
Značajke pravih rješenja
Prava rješenja su vrsta dispergiranih sustava koji imaju veću čvrstoću između disperzijskog medija i dispergirane faze.
Kristali različitih veličina mogu se dobiti iz bilo koje kemijske tvari. U svakom slučaju, imat će istu unutarnju strukturu: ionsku ili molekularnu kristalnu rešetku.
Rastopiti
U procesu otapanja zrna natrijevog klorida i šećera u vodi nastaje ionska i molekularna otopina. Ovisno o stupnju fragmentacije, tvar može biti u obliku:
- vidljive makroskopske čestice veće od 0,2 mm;
- mikroskopske čestice manje od 0,2 mm mogu se uhvatiti samo mikroskopom.
Prave i koloidne otopine razlikuju se po veličini čestica otopljene tvari. Kristali nevidljivi pod mikroskopom nazivaju se koloidne čestice, a rezultirajuće stanje naziva se koloidna otopina.
Faza rješenja
U mnogim slučajevima, prava rješenja su zdrobljeni (raspršeni) sustavi homogenog tipa. Sadrže kontinuiranu kontinuiranu fazu – disperzijski medij, te zgnječene čestice određenog oblika i veličine (disperznu fazu). Po čemu se koloidne otopine razlikuju od pravih sustava?
Glavna razlika je u veličini čestica. Koloidno dispergirani sustavi smatraju se heterogenim, budući da je nemoguće otkriti faznu granicu u svjetlosnom mikroskopu.
Prava rješenja - ovo je opcija kada je u okolišu tvar predstavljena u obliku iona ili molekula. Odnose se na jednofazne homogene otopine.
Međusobno otapanje disperzijskog medija i dispergirane tvari smatra se preduvjetom za stvaranje disperznih sustava. Na primjer, natrijev klorid i saharoza su netopivi u benzenu i kerozinu, pa se koloidne otopine neće stvarati u takvom otapalu.
Klasifikacija dispergiranih sustava
Kako se dijele raspršeni sustavi? Prava rješenja, koloidni sustavi razlikuju se na nekoliko načina.
Postoji podjela dispergiranih sustava prema stanju agregacije medija i dispergirane faze, formiranju ili odsutnosti interakcije između njih.
Značajke
Postoje određene kvantitativne karakteristike disperznosti tvari. Prije svega, razlikuje se stupanj disperzije. Ova vrijednost je recipročna veličina čestica. Ona jekarakterizira broj čestica koje se mogu postaviti u niz na udaljenosti od jednog centimetra.
U slučaju kada su sve čestice iste veličine, formira se monodisperzni sustav. S nejednakim česticama dispergirane faze nastaje polidisperzni sustav.
S povećanjem disperzije tvari, u njoj se povećavaju procesi koji se događaju na površini međufaza. Na primjer, povećava se specifična površina dispergirane faze, povećava se fizičko-kemijski učinak medija na granici između dvije faze.
Varijante disperznih sustava
Ovisno o fazi u kojoj će biti otopljena tvar, razlikuju se različite varijante dispergiranih sustava.
Aerosoli su dispergirani sustavi u kojima je dispergirani medij predstavljen u plinovitom obliku. Magle su aerosoli koji imaju tekuću dispergiranu fazu. Dim i prašina nastaju iz krute dispergirane faze.
Pjena je disperzija u tekućini plinovite tvari. Tekućine u pjeni degeneriraju u filmove koji razdvajaju mjehuriće plina.
Emulzije su dispergirani sustavi, gdje se jedna tekućina raspoređuje po volumenu druge bez otapanja u njoj.
Suspenzije ili suspenzije su sustavi niske disperzije u kojima su čvrste čestice u tekućini. Koloidne otopine ili solovi u sustavu vodene disperzije nazivaju se hidrosoli.
Ovisno o prisutnosti (odsutnosti) između čestica dispergirane faze razlikuju se slobodno dispergirani ili koherentno dispergirani sustavi. Prvoj skupiniuključuju liosole, aerosole, emulzije, suspenzije. U takvim sustavima ne postoje kontakti između čestica i dispergirane faze. Oni se slobodno kreću u otopini pod utjecajem gravitacije.
Kohezivno-disperzni sustavi nastaju u slučaju kontakta čestica s disperziranom fazom, uslijed čega nastaju strukture u obliku mreže ili okvira. Takvi koloidni sustavi nazivaju se gelovi.
Proces geliranja (želatinizacije) je transformacija sola u gel, temeljena na smanjenju stabilnosti izvornog sola. Primjeri vezanih disperznih sustava su suspenzije, emulzije, prašci, pjene. Oni također uključuju tlo nastalo u procesu interakcije organskih (humusnih) tvari i minerala tla.
Kapilarno dispergirani sustavi razlikuju se po kontinuiranoj masi tvari koja prodire u kapilare i pore. Smatraju se tkaninama, različitim membranama, drvom, kartonom, papirom.
Prava rješenja su homogeni sustavi koji se sastoje od dvije komponente. Mogu postojati u otapalima različitog agregatnog stanja. Otapalo je tvar uzeta u višku. Komponenta koja se uzima u nedovoljnoj količini smatra se otopljenom tvari.
Značajke rješenja
Tvrde legure su također rješenja u kojima različiti metali djeluju kao dispergirani medij i komponenta. S praktične točke gledišta, od posebnog su interesa takve tekuće smjese u kojima tekućina djeluje kao otapalo.
Od brojnih anorganskihotapala od posebnog interesa je voda. Gotovo uvijek, prava otopina nastaje kada se čestice otopljene tvari pomiješaju s vodom.
Od organskih spojeva izvrsna su otapala sljedeće tvari: etanol, metanol, benzen, ugljični tetraklorid, aceton. Zbog kaotičnog kretanja molekula ili iona otopljene komponente, oni djelomično prelaze u otopinu, tvoreći novi homogeni sustav.
Tvari se razlikuju po svojoj sposobnosti stvaranja otopina. Neki se mogu međusobno miješati u neograničenim količinama. Primjer je otapanje kristala soli u vodi.
Suština procesa otapanja sa stajališta molekularno-kinetičke teorije je da nakon uvođenja kristala natrijevog klorida u otapalo, on disocira na natrijeve katione i klorne anione. Nabijene čestice osciliraju, sudari s česticama samog otapala dovode do prijelaza iona u otapalo (vezivanje). Postupno se druge čestice povezuju s procesom, površinski sloj se uništava, kristal soli se otapa u vodi. Difuzija omogućuje raspodjelu čestica tvari po volumenu otapala.
Vrste pravih rješenja
True solution je sustav koji je podijeljen u nekoliko tipova. Postoji klasifikacija takvih sustava na vodene i nevodene prema vrsti otapala. Također se klasificiraju prema varijanti otopljene tvari u lužine, kiseline, soli.
Jedirazličite vrste pravih otopina u odnosu na električnu struju: neelektroliti, elektroliti. Ovisno o koncentraciji otopljene tvari, mogu se razrijediti ili koncentrirati.
Prave otopine niskomolekularnih tvari s termodinamičkog stajališta dijele se na stvarne i idealne.
Takva rješenja mogu biti ionsko dispergirana, kao i molekularno dispergirani sustavi.
Zasićenost rješenja
Ovisno o tome koliko čestica ide u otopinu, postoje prezasićene, nezasićene, zasićene otopine. Otopina je tekući ili čvrsti homogeni sustav, koji se sastoji od nekoliko komponenti. U svakom takvom sustavu nužno je prisutno otapalo, kao i otopljena tvar. Kada se neke tvari otope, oslobađa se toplina.
Ovakav proces potvrđuje teoriju otopina, prema kojoj se otapanje smatra fizikalnim i kemijskim procesom. Postoji podjela procesa topljivosti u tri skupine. Prve su one tvari koje se mogu otopiti u količini od 10 g u 100 g otapala, nazivaju se visokotopivim.
Tvari se smatraju slabo topivim ako se manje od 10 g otopi u 100 g komponente, ostatak se naziva netopivim.
Zaključak
Sustavi koji se sastoje od čestica različitog stanja agregacije, veličine čestica, neophodni su za normalan ljudski život. Istina, koloidne otopine, o kojima smo gore govorili, navikli suproizvodnja lijekova, proizvodnja hrane. Poznavajući koncentraciju otopljene tvari, možete samostalno pripremiti potrebnu otopinu, na primjer, etilni alkohol ili octenu kiselinu, za različite namjene u svakodnevnom životu. Ovisno o stanju agregacije otopljene tvari i otapala, rezultirajući sustavi imaju određene fizikalne i kemijske karakteristike.
