Grynų medžiagų gamtoje beveik niekada nerandama. Iš esmės jie pateikiami mišinių pavidalu, kurie gali sudaryti vienalytes arba nevienalytes sistemas.
Tikrų sprendimų ypatybės
Tikrieji tirpalai yra tam tikros išsklaidytos sistemos, turinčios didesnį stiprumą tarp dispersinės terpės ir dispersinės fazės.
Įvairių dydžių kristalus galima gauti iš bet kokios cheminės medžiagos. Bet kokiu atveju jie turės tą pačią vidinę struktūrą: joninę arba molekulinę kristalinę gardelę.
Ištirpinkite
Tirpus natrio chlorido ir cukraus grūdelius vandenyje, susidaro joninis ir molekulinis tirpalas. Atsižvelgiant į suskaidymo laipsnį, medžiaga gali būti tokios formos:
- matomos makroskopinės dalelės, didesnės nei 0,2 mm;
- mažesnes nei 0,2 mm mikroskopines daleles galima užfiksuoti tik mikroskopu.
Tikrieji ir koloidiniai tirpalai skiriasi ištirpusios medžiagos dalelių dydžiu. Mikroskopu nematomi kristalai vadinami koloidinėmis dalelėmis, o susidariusi būsena – koloidiniu tirpalu.
Sprendimo etapas
Daugeliu atvejų tikrieji tirpalai yra susmulkintos (išsklaidytos) vienalyčio tipo sistemos. Juose yra ištisinė ištisinė fazė – dispersinė terpė ir tam tikros formos bei dydžio susmulkintos dalelės (dispersinė fazė). Kuo koloidiniai tirpalai skiriasi nuo tikrų sistemų?
Pagrindinis skirtumas yra dalelių dydis. Koloidinės dispersinės sistemos laikomos nevienalytėmis, nes šviesos mikroskopu neįmanoma aptikti fazių ribos.
Tikri tirpalai – tai yra galimybė, kai aplinkoje medžiaga pateikiama jonų arba molekulių pavidalu. Jie susiję su vienfaziais vienalyčiais tirpalais.
Abipusis dispersinės terpės ir dispersinės medžiagos ištirpimas laikomas būtina dispersinių sistemų susidarymo sąlyga. Pavyzdžiui, natrio chloridas ir sacharozė netirpsta benzene ir žibale, todėl tokiame tirpiklyje nesusidarys koloidiniai tirpalai.
Išsklaidytų sistemų klasifikacija
Kaip skirstomos išsklaidytos sistemos? Tikri sprendimai, koloidinės sistemos skiriasi keliais būdais.
Išskirstytos sistemos skirstomos pagal terpės ir išsklaidytos fazės agregacijos būseną, sąveikos tarp jų susidarymą ar nebuvimą.
Funkcijos
Yra tam tikros kiekybinės medžiagos sklaidos charakteristikos. Pirmiausia išskiriamas sklaidos laipsnis. Ši vertė yra dalelių dydžio atvirkštinė vertė. Ji yraapibūdina dalelių, kurias galima sudėti į eilę vieno centimetro atstumu, skaičių.
Tuo atveju, kai visos dalelės yra vienodo dydžio, susidaro monodispersinė sistema. Esant nelygioms dispersinės fazės dalelėms, susidaro polidispersinė sistema.
Didėjant medžiagos sklaidai, joje didėja procesai, vykstantys sąsajos paviršiuje. Pavyzdžiui, padidėja dispersinės fazės savitasis paviršius, padidėja fizikinis ir cheminis terpės poveikis dviejų fazių sąsajoje.
Disperginių sistemų variantai
Priklausomai nuo fazės, kurioje bus ištirpusi medžiaga, išskiriami įvairūs dispersinių sistemų variantai.
Aerozoliai yra dispersinės sistemos, kuriose išsklaidyta terpė yra dujinė. Rūkai yra aerozoliai, turintys skystą dispersinę fazę. Dūmus ir dulkes sukuria kieta dispersinė fazė.
Putos yra dujinės medžiagos dispersija skystyje. Putose esantys skysčiai išsigimsta į plėveles, kurios atskiria dujų burbulus.
Emulsijos yra išsklaidytos sistemos, kai vienas skystis paskirstomas kito tūryje, jame netirpsta.
Suspensijos arba suspensijos yra mažos dispersijos sistemos, kuriose kietosios dalelės yra skystyje. Koloidiniai tirpalai arba zoliai vandeninėje dispersijos sistemoje vadinami hidrozoliais.
Priklausomai nuo buvimo (nebuvimo) tarp dispersinės fazės dalelių, išskiriamos laisvai dispersinės arba koherentiškai dispersinės sistemos. Į pirmą grupęliozoliai, aerozoliai, emulsijos, suspensijos. Tokiose sistemose nėra kontaktų tarp dalelių ir išsklaidytos fazės. Jie laisvai juda tirpale veikiami gravitacijos.
Kohezinės-dispersinės sistemos atsiranda dalelėms kontaktuojant su dispersine faze, dėl ko susidaro tinklelio ar karkaso formos struktūros. Tokios koloidinės sistemos vadinamos geliais.
Geliavimo (želatinizacijos) procesas yra zolio pavertimas geliu, pagrįstas pradinio zolio stabilumo sumažėjimu. Surištų dispersinių sistemų pavyzdžiai yra suspensijos, emulsijos, milteliai, putos. Jie taip pat apima dirvožemį, susidarantį organinių (humuso) medžiagų ir dirvožemio mineralų sąveikos procese.
Kapiliarinės sistemos išsiskiria nuolatine medžiagos mase, prasiskverbiania į kapiliarus ir poras. Jie laikomi audiniais, skirtingomis membranomis, medžiu, kartonu, popieriumi.
Tikri sprendimai yra vienalytės sistemos, susidedančios iš dviejų komponentų. Jie gali egzistuoti skirtingos agregacijos būsenos tirpikliuose. Tirpiklis yra perteklinė medžiaga. Komponentas, kurio paimamas nepakankamu kiekiu, laikomas ištirpusia medžiaga.
Sprendimų ypatybės
Kietieji lydiniai taip pat yra sprendimai, kuriuose įvairūs metalai veikia kaip dispersinė terpė ir komponentas. Praktiniu požiūriu ypač svarbūs yra tokie skysti mišiniai, kuriuose skystis veikia kaip tirpiklis.
Iš daugelio neorganiniųypač dominantis tirpiklis yra vanduo. Beveik visada tikras tirpalas susidaro, kai ištirpusios medžiagos dalelės sumaišomos su vandeniu.
Tarp organinių junginių puikūs tirpikliai yra šios medžiagos: etanolis, metanolis, benzenas, anglies tetrachloridas, acetonas. Dėl chaotiško ištirpusio komponento molekulių arba jonų judėjimo jie iš dalies patenka į tirpalą, sudarydami naują vienalytę sistemą.
Medžiagos skiriasi gebėjimu sudaryti tirpalus. Kai kuriuos galima maišyti tarpusavyje neribotais kiekiais. Pavyzdys yra druskos kristalų ištirpimas vandenyje.
Molekulinės-kinetinės teorijos požiūriu tirpimo proceso esmė yra ta, kad į tirpiklį patekus natrio chlorido kristalams, jis disocijuoja į natrio katijonus ir chloro anijonus. Įkrautos dalelės svyruoja, susidūrimai su paties tirpiklio dalelėmis veda prie jonų perėjimo į tirpiklį (susirišimą). Palaipsniui prie proceso prisijungia kitos dalelės, paviršinis sluoksnis sunaikinamas, druskos kristalas ištirpsta vandenyje. Difuzija leidžia medžiagos dalelėms pasiskirstyti visame tirpiklio tūryje.
Tikrųjų sprendimų tipai
Tikras sprendimas – tai sistema, suskirstyta į keletą tipų. Pagal tirpiklio tipą tokios sistemos skirstomos į vandenines ir nevandenines. Jie taip pat klasifikuojami pagal tirpių medžiagų variantą į šarmus, rūgštis, druskas.
Valgykskirtingų tipų tikrieji sprendimai, susiję su elektros srove: neelektrolitai, elektrolitai. Priklausomai nuo tirpios medžiagos koncentracijos, jie gali būti skiedžiami arba koncentruojami.
Tikri mažos molekulinės masės medžiagų tirpalai termodinaminiu požiūriu skirstomi į tikrus ir idealius.
Tokie tirpalai gali būti dispersiniai jonais, taip pat molekulinės dispersijos sistemos.
Sprendimų prisotinimas
Priklausomai nuo to, kiek dalelių patenka į tirpalą, yra persočiųjų, nesočiųjų ir sočiųjų tirpalų. Tirpalas yra skysta arba kieta vienalytė sistema, susidedanti iš kelių komponentų. Bet kurioje tokioje sistemoje būtinai yra tirpiklis, taip pat tirpi medžiaga. Kai kurios medžiagos ištirpsta, išsiskiria šiluma.
Toks procesas patvirtina tirpalų teoriją, pagal kurią tirpimas laikomas fizikiniu ir cheminiu procesu. Tirpumo procesas skirstomas į tris grupes. Pirmosios yra tos medžiagos, kurios gali ištirpti 10 g 100 g tirpiklio, jos vadinamos labai tirpiomis.
Medžiagos laikomos mažai tirpiomis, jei 100 g komponento ištirpsta mažiau nei 10 g, likusios vadinamos netirpiomis.
Išvada
Sistemos, susidedančios iš skirtingos agregacijos būsenos, dalelių dydžių dalelių, yra būtinos normaliam žmogaus gyvenimui. Tiesa, koloidiniai tirpalai, aptarti aukščiau, yra įpratęvaistų gamyba, maisto gamyba. Žinodami ištirpusios medžiagos koncentraciją, galite savarankiškai paruošti reikiamą tirpalą, pavyzdžiui, etilo alkoholį arba acto rūgštį, įvairiems kasdieninio gyvenimo tikslams. Atsižvelgiant į tirpios medžiagos ir tirpiklio agregacijos būseną, susidariusios sistemos turi tam tikras fizines ir chemines savybes.
