Resnična rešitev: definicija, atributi, sestava, lastnosti, primeri

Rešitve, pa tudi proces njihovega nastanka, so zelo pomembne v svetu okoli nas. Voda in zrak sta dva izmed njihovih predstavnikov, brez katerih je življenje na Zemlji nemogoče. Večina bioloških tekočin v rastlinah in živalih je tudi rešitev. Proces prebave hrane je neločljivo povezan z raztapljanjem hranil.

Vsaka proizvodnja je povezana z uporabo določenih vrst rešitev. Uporabljajo se v tekstilni, živilski, farmacevtski industriji, obdelavi kovin, pridobivanju mineralov, proizvodnji plastike in vlaken. Zato je pomembno razumeti, kaj so, poznati njihove lastnosti in značilnosti.

Znaki resničnih rešitev

Razume se, da pomenijo večkomponentne homogene sisteme, ki nastanejo, ko ena komponenta porazdeli v drugo. Imenujejo se tudi disperzni sistemi, ki so glede na velikost delcev, ki jih tvorijo, razdeljeni na koloidne sisteme, suspenzije in prave rešitve.

V slednjem so sestavine v stanju ločevanja v molekule, atome ali ione. Za takšne molekularno razpršene sisteme so značilne naslednje značilnosti:

• afiniteta (interakcija);
• spontano izobraževanje;
• konstantnost koncentracije;
• homogenost;
• stabilnost.

Z drugimi besedami, lahko nastanejo, če pride do interakcije med komponentami, kar vodi do spontanega ločevanja snovi v najmanjših delcih brez zunanje napetosti. Nastale rešitve morajo biti enofazne, torej ne sme biti vmesnika med sestavnimi deli. Zadnja značilnost je najpomembnejša, saj lahko proces spontanega raztapljanja poteka le, če je sistem energetsko ugoden. S tem se zmanjša prosta energija, sistem pa postane ravnovesen. Ob upoštevanju vseh teh značilnosti lahko oblikujemo naslednjo definicijo:

Resnična rešitev je stabilen sistem ravnovesja medsebojno delujočih delcev dveh ali več snovi, katerih mere ne presegajo 10^-7 cm, to je sorazmerno z atomi, molekulami in ioni.

Ena od snovi je topilo (praviloma je komponenta, katere koncentracija je višja), ostalo pa z raztopljenimi snovmi. Če so bili izhodni materiali v različnih agregatnih stanjih, se domneva, da je topilo tisto, ki je ni spremenilo.

Vrste resničnih rešitev

Z agregatno stanje raztopine so tekoče, plinaste in trdne. Najpogostejši tekoči sistemi in so tudi razdeljeni na več vrst, odvisno od začetnega stanja raztopljene snovi:

• trdno v tekočini, na primer sladkor ali sol v vodi;
• tekočina v tekočini, na primer žveplova ali klorovodikova kislina v vodi;
• plinasto v tekočini, na primer kisik ali ogljikov dioksid v vodi.

Vendar topilo ni le voda. In po naravi topila vse tekoče raztopine razdelimo v vodne raztopine, če so snovi raztopljene v vodi in nevodne, če se snovi raztopijo v etru, etanolu, benzenu itd.

Pri električni prevodnosti raztopine delimo na elektrolite in ne-elektrolite. Elektroliti so spojine s pretežno ionsko kristalinično vezjo, ki se raztopijo v raztopini, da se tvorijo ioni. Elektroliti se raztopijo v atomih ali molekulah, ko se raztopijo.

V resničnih rešitvah se hkrati pojavita dva nasprotna procesa: raztapljanje snovi in ​​njegova kristalizacija. Odvisno od iz ravnovesnega položaja v sistemu "raztopljene snovi-raztopine" naslednje vrste rešitev:

• nasičeni, ko je hitrost raztapljanja določene snovi enaka hitrosti njegove kristalizacije, to je, da je raztopina v ravnotežju z raztopljivo snovjo;
• nenasičeni, če vsebujejo manj topnega v primerjavi z nasičenimi pri isti temperaturi;
• prešasi, ki vsebujejo presežek raztopljene snovi v primerjavi z nasičenim, in en kristal zadošča za aktivno kristalizacijo.

Kot kvantitativna značilnost, ki odraža vsebino določene komponente v raztopinah, koncentracija. Rešitve z nizko vsebnostjo raztopine imenujemo razredčene in z visoko koncentrirano.

Načini izražanja koncentracije

Masni delež (omega-) - masa snovi (m_in-wah), se nanašajo na težo raztopine (m_rr). V tem primeru se vzame masa raztopine kot vsota mase snovi in ​​topila (m_r-lâ).

Molska frakcija (N) je število molov raztopine (N_in-wah) se nanašajo na skupno število molov snovi, ki tvorijo raztopino (Sigma-N).

Molnost (C_m) je število molov raztopine (N_in-wah), se nanaša na maso topila (m_r-lâ).

Molska koncentracija (C_m) je masa raztopine (m_in-wah), se nanašajo na prostornino celotne raztopine (V).

Normalnost ali enakovredna koncentracija (C_G.) je število ekvivalentov (E) raztopljene snovi, ki se nanaša na volumen raztopine.

Titer (T) je masa snovi (m_in-wah), raztopljenega v danem volumnu raztopine.

Volumenski delež (φ) plinaste snovi je prostornina snovi (V_in-wah), se nanaša na volumen raztopine (V_rr).

Lastnosti rešitev

Ob upoštevanju tega vprašanja pogosto govorimo o razredčenih rešitvah neelektrolitov. To je najprej posledica dejstva, da stopnja interakcije med delci približuje idealne pline. In drugič, njihove lastnosti so posledica medsebojne povezanosti vseh delcev in so sorazmerne z vsebino komponent. Takšne lastnosti prave rešitve imenujemo koligativno. Parni tlak topila nad raztopino je opisan z Raoultovim zakonom, ki navaja, da je zmanjšanje nasičenega parnega tlaka topila Delta-P nad raztopino je neposredno sorazmerna z molarnim delom solute (T_in-wah) in parni tlak nad čistim topilom (P⁰_r-lâ):

Delta-P = P^o_r-lâ ∙ T_in-wah

Povečanje vrelišča Delta-Tc in zamrzovalne temperature Delta-Tz rešitve so neposredno sorazmerne molarne koncentracije raztopljene v njih snovi C_m:

Delta-T_do = E ∙ C_m, kjer je E ebullioskopska konstanta;

Delta-T_z = K ∙ C_m, kjer je K krioskopska konstanta.

Osmotski tlak pi- se izračuna z enačbo:

pi- = P ∙ E ∙ X_in-wah / V_r-lâ,

kjer je X_in-wah - molni delež raztopine, V_r-lâ - prostornina topila.

Pomembnost rešitev v običajnem življenju katere koli osebe je težko preceniti. Naravna voda vsebuje raztopljene pline - CO₂ in O₂, različne soli - NaCl, CaSO4, MgCO3, KCl itd. Toda brez teh nečistoč v telesu bi se lahko prekinila metabolizacija vode in soli srca in ožilja. Drug primer resničnih rešitev je zlitina kovin. Lahko je zlato iz medenine ali nakita, najpomembneje pa je, da po mešanju staljenih komponent in hlajenju nastale raztopine nastane ena trdna faza. Kovinske zlitine se uporabljajo povsod, od jedilnega pribora do elektronike.