Soluțiile pot fi considerate ca un mediu omogen. Ele pot fi saturate sau nesaturate, concentrate sau diluate. Ele diferă prin starea lor agregată (solidă, lichidă, gazoasă), dar și prin componentele care intră în compoziția lor. Majoritatea reacțiilor chimice au loc în soluții, datorită cărora există un studiu cuprinzător al structurii atomice a componentelor.
23.09.2021 Subiect: Metalurgie Autor: Paxey
În acest articol: Metalurgia:
Dizolvarea este capacitatea unei substanțe de a se amesteca cu diferiți solvenți pentru a forma medii omogene. Se face o distincție între omogen și eterogen. Cantitativ, proprietatea de agitare a unui material este definită de litera latină S. Aceasta arată câte grame dintr-o anumită substanță pot fi agitate în 100 g de solvent la o anumită temperatură pentru a forma o soluție saturată. Am înțeles conceptul de solubilitate, să analizăm în detaliu factorii care afectează solubilitatea.
Conținut
Ce parametri afectează solubilitatea
- Bine solubil — 10 g de material sau mai mult se dizolvă în 100 g de apă fără dificultate. De exemplu, H2O și alcoolul sunt amestecate în proporții de volum fără probleme;
- mediu — mai puțin de 1 g de material în 100 g;
- insolubil — mai puțin de 0,01 g de particule.
S-a constatat că o varietate de parametri pot modifica indicele S. Cei cheie sunt structura chimică a solventului, tipul de material care urmează să fie dizolvat. Secundari — presiunea, temperatura, prezența electroliților sau a altor impurități.
Să luăm în considerare factorii cheie care afectează solubilitatea în ordine:
- Dacă moleculele din solvent au aceeași polaritate, compușii polari și ionici se vor dizolva bine în solvent. În lichidele nepolare, procesul de dizolvare este mai bun pentru mediile cu legături covalente slab polare sau nepolare. Exemplu — în H2O este perfect amestecat cu o sare obișnuită care are un compus ionic. Atomul de hidrogen cu semnul „+” atrage ionul de clor NaCl cu semnul „-”. Dar grăsimea, benzina, uleiul se dizolvă greu în apă;
- efectul temperaturii asupra solubilității. Valoarea S poate crește pentru solidele din apă (pentru unele săruri valoarea crește puternic, pentru altele mai puțin puternic. De exemplu, pentru NaCl de masă obișnuit, S este aproape constant). Pentru gaze, acest parametru scade (fierberea timp îndelungat poate elimina gazul din lichid);
- presiunea este un alt factor care afectează procesul de dizolvare. Legea lui Henry este aplicabilă aici — dependența direct proporțională a procesului de dizolvare de presiunea gazului P. Adică, pe măsură ce P crește, S va crește, pe măsură ce P scade, S va scădea, iar gazul va fi eliberat din lichid sub formă de bule;
- un factor important este prezența impurităților străine. Ca regulă generală, dizolvarea scade. Viteza depinde de gradul de difuzie a materialului care trebuie dizolvat și de nivelul de rafinare al solidului.
Fenomenele descrise sunt clar demonstrate prin diagrame pe care se poate vedea dependența rezultată. În acest caz, funcționează principiul Le Chatelier — atunci când se modifică una dintre condițiile (concentrație, presiune, căldură de fuziune) într-un sistem în care echilibrul este stabilit, acesta din urmă va tinde în direcția reacției care contracarează modificarea aplicată.
Cunoașterea factorilor care afectează solubilitatea substanțelor facilitează sarcina de a selecta tipul de solvent necesar pentru un anumit proces.
Caracteristici ale procesului de dizolvare
Soluțiile pot fi considerate ca un mediu omogen. Ele pot fi saturate sau nesaturate, concentrate sau diluate. Ele diferă prin starea lor agregată (solidă, lichidă, gazoasă), dar și prin componentele care intră în compoziția lor. Majoritatea reacțiilor chimice au loc în soluții, datorită cărora există un studiu cuprinzător al structurii atomice a componentelor.
Dacă solidele sunt distribuite uniform într-un lichid, acestea sunt suspensii. O combinație neomogenă cu gaz se numește spumă. Dacă lichidele sunt distribuite uniform unele în altele, ele pot fi denumite emulsii.
Apa este solventul ideal pentru multe componente. Din acest motiv, majoritatea amestecurilor sunt realizate folosind o soluție apoasă. Am descris factorii care influențează solubilitatea. Dizolvarea poate avea loc rapid sau poate necesita condiții suplimentare (încălzire, presiune, adăugarea de electroliți).
Produsul de solubilitate PR — concepte cheie
Orice sediment se dizolvă într-o cantitate mică. Deasupra sa există o soluție saturată, în care există o parte din particulele deja precipitate. PR este un coeficient care caracterizează capacitatea unui precipitat de a se dizolva într-un anumit lichid. Această constantă este exprimată ca acțiune de multiplicare a concentrațiilor molare ale ionilor care sunt implicați în echilibru. Nu există factori care să afecteze produsul de solubilitate, deoarece PR rămâne neschimbat atunci când se introduc impurități străine în amestec. Dar valoarea lui S se poate modifica dacă:
- se adaugă un acid puternic;
- se creează un efect de sare;
- se introduce un ion cu același nume.
Prima opțiune crește solubilitatea precipitatului, este un factor care afectează vizibil acest proces. Ionul omonim reduce semnificativ factorul S. Fenomenul efectului de sare se manifestă prin creșterea parametrului în cauză, deoarece un electrolit străin cu o forță ionică puternică este adăugat la soluție. Cantitativ, valorile sunt calculate cu ajutorul unor formule chimice speciale. Pentru calcul este necesar să se cunoască caracteristicile chimice ale componentelor în cauză.
Când vine vorba de solubilitatea metalelor, se folosesc componente agresive. Pe Internet, puteți găsi un tabel care arată în ce condiții se „dizolvă” un anumit aliaj metalic. Pentru aluminiu și aliajele sale, acidul clorhidric și alcalii caustice concentrate sunt solvenți buni. Aurul, platina — în „vodcă regală” (un compus de acid clorhidric și nitric). Magneziul metalic este ușor dizolvat în soluții de clorură de amoniu.
Un studiu aprofundat al întrebării ce factori determină solubilitatea substanțelor va face posibilă aplicarea informațiilor obținute în diverse domenii ale industriei. Descoperirile vor contribui la crearea de noi medicamente, componente pentru industria chimică, producția de produse cosmetice și alte bunuri. În viitor, cunoștințele sunt utile pentru farmaceutică, electronică, chimie aplicată, biologie, fizică.
