Kaj je topnost?

Kemija je zanimiva in precej zapletena znanost. Njeni pogoji in koncepti se pojavljajo v vsakdanjem življenju in ni vedno intuitivno jasno, kaj pomenijo in kakšen je njihov pomen. En tak koncept je topnost. Ta izraz se pogosto uporablja v teoriji rešitev, v vsakdanjem življenju pa naletimo na njeno uporabo, ker jih obkrožajo te same rešitve. Toda kaj je pomembno, ni toliko uporaba tega koncepta, koliko fizični pojavi,

Zgodovina

Raziskovanje raztopin in topnosti se začne s fizično teorijo disociacije. Najenostavnejši je razumeti, vendar preveč primitiven in le v trenutkih sovpada z resničnostjo. Bistvo te teorije je, da se raztopljena snov, ki spada v raztopino, razgradi v nabite delce, imenovane ioni. Te delce določajo kemijske lastnosti raztopine in nekatere njegove fizikalne lastnosti, vključno s prevodnostjo in vreliščem, taljenjem in kristalizacijo.

Vendar, bolj zapleten teorije, ki obravnava sistema kot raztopina, v kateri delci med seboj in tvorita ti solvati - ione obdane z dipolov. Dipol je kot celota nevtralna molekula, katere polovi so različno napolnjeni. Dipol je najpogosteje molekula topila. Ko v raztopini, topljenca raztopi v ionov in dipolov privlačijo nasprotno nabitih ionov, eno v zvezi z njimi namen in drugih ionov - vsakokrat drug nasproti naboj glede na koncu od tega. Tako dobimo solate - molekule z lupino drugih nevtralnih molekul.

Zdaj pa malo govorimo o bistvu teorij in jih natančneje poglejmo.

Teorija rešitev

Tvorba takšnih delcev lahko pojasni različne pojave, ki jih klasična teorija rešitev ne more opisati. Na primer, učinek toplotne reakcije raztapljanje. Iz položaja Arrheniusove teorije je težko reči, zakaj se pri raztapljanju ene snovi v drugi lahko toplota absorbira in sprosti. Da, kristalna mreža je uničena, zato se energija porabi in raztopina ohladi ali se sprosti med razpadom zaradi presežne energije kemične vezi. Toda to pojasniti z vidika klasične teorije je nemogoče, saj je sam mehanizem uničenja še vedno nerazumljiv. Če teorija uporablja kemične raztopine, postane jasno, da so molekule topila v votlinah zagozditvijo rešetke, uniči njegovi notranjosti, kot "ograje" ioni narazen solvata lupine.

V naslednjem poglavju bomo preučili, kaj je topnost in vse, kar je povezano s to navidezno preprosto in intuitivno sliko.

Koncept topnosti

Povsem intuitivno je, da topnost kaže, kako dobro se posamezna snov raztopi v danem določenem topilu. Vendar pa zelo malo vemo o naravi raztapljanja snovi. Zakaj, na primer, se kreda ne raztopi v vodi in namizni soli - nasprotno? Vse je v zvezi z močjo vezi znotraj molekule. Če so vezi močne, potem se ti delci ne morejo ločiti v ione in s tem uničiti kristal. Zato ostaja netopno.

Topnost je kvantitativna značilnost, ki kaže, koliko je raztopljene snovi v obliki solatiranih delcev. Njena vrednost je odvisna od narave raztopljene snovi in ​​topila. Topnost v vodi za različne snovi je drugačna, odvisno od vezi med atomi v molekuli. Snovi s kovalentnimi vezmi imajo najmanjšo topnost, medtem ko imajo tiste z ionskimi vezmi najvišjo topnost.

Vendar pa ni vedno mogoče razumeti, katere topnosti je veliko in je majhno. Zato bomo v naslednjem poglavju razpravljali, kakšna je topnost različnih snovi v vodi.

Primerjava

V naravi je veliko tekočih topil. Obstaja še več alternativnih snovi, ki lahko trajajo, ko se dosežejo nekateri pogoji, na primer določeno agregatno stanje. Jasno je, da če je zbiranje podatkov o topnosti v enem drugem paru "raztopljene snovi - topilo" ni dovolj za vse večne čase, saj se izkaže, veliko število kombinacij. Zato se je tako zgodilo, da je na našem planetu univerzalno topilo in standardna voda. To so storili, ker je na Zemlji najpogostejši.

Tako smo pripravili tabelo topnosti v vodi za več sto in tisoč snovi. Vsi smo to videli, vendar v krajši in razumljivi različici. V celicah tabele, vpisanih črk, ki označujejo topno snov, netopno ali rahlo topno. Vendar pa obstajajo več specializiranih miz za tiste, ki so resni glede kemije. Tam je navedena natančna numerična vrednost topnosti v gramih na liter raztopine.

Zdaj pa se obrnite na teorijo takega koncepta kot topnosti.

Kemija topnosti

Ker se zgodi sam proces raztapljanja, smo že analizirali v prejšnjih poglavjih. Toda kako, na primer, napisati to vse v obliki reakcije? Tukaj ni vse tako preprosto. Na primer, ko se kislina raztopi, vodikov ion reagira z vodo, da tvori hidroksonijev ion H₃O⁺. Tako bo za reakcijsko enačbo za HCl izgledal takole:

HCl + H₂O= H₃O⁺ + Cl^-

Topnost soli, odvisno od njihove strukture, je določena tudi z njihovo kemijsko reakcijo. Videz slednjega je odvisen od strukture soli in vezi znotraj njegovih molekul.

Ugotovili smo, kako lahko grafično vnašamo topne soli v vodi. Zdaj je čas za praktično uporabo.

Uporaba

Če želite našteti primere, ko je ta količina potrebna, ne bo dovolj časa. Posredno se lahko uporabi za izračun drugih količin, ki so zelo pomembne za preučevanje katere koli rešitve. Brez njega ne bi mogli vedeti točno koncentracijo snovi, njena dejavnost ne more oceniti, ali bo zdravilo ozdravi ali ubije osebo (čeprav je voda varna, da živijo v velikih količinah).

Poleg kemijske industrije in znanstvenih razlogov je razumevanje bistva topnosti potrebno tudi v vsakdanjem življenju. Navsezadnje je včasih treba pripraviti, recimo, prenasičeno raztopino snovi. Na primer, za domače naloge otrok je treba pridobiti kristale soli. Poznavanje topnosti soli v vodi, lahko zlahka določi, koliko je potrebno napolniti na plovilu, se začne obarjati in tvorijo kristali iz preobilja.

Preden zaključimo naš kratki izlet v kemijo, govorimo o več konceptih, ki so v bližini topnosti.

Kaj je še zanimivo?

Po našem mnenju, če ste dosegli ta razdelek, ste verjetno že razumeli, da topnost ni le čudna količina kemikalij. Je osnova za druge količine. In med njimi: koncentracija, aktivnost, disociacijska konstanta, pH. In to ni popoln seznam. Morda ste slišali vsaj eno od teh besed. Brez tega znanja o naravi rešitev, katere študija se je začela z topnostjo, si ne moremo zamisliti sodobne kemije in fizike. Kaj pomeni fizika? Včasih se fiziki ukvarjajo tudi z rešitvami, merijo njihovo prevodnost in uporabijo druge lastnosti za lastne potrebe.

Zaključek

V tem članku smo se s kemičnim konceptom spoznali kot topnost. To je verjetno bilo precej koristnih informacij, saj večina nas komaj predstavljamo globoko bistvo teorije rešitev, ne da bi se želeli podrobneje spopasti v svojo študijo. V vsakem primeru je zelo koristno, da se usposobite za možgane in se učite nekaj novega. Navsezadnje mora oseba "znova študirati, učiti in učiti".