Чисти вещества почти никога не се срещат в природата. По принцип те са представени под формата на смеси, които могат да образуват хомогенни или хетерогенни системи.
Характеристики на истинските решения
Истинските решения са вид диспергирани системи, които имат по-голяма якост между дисперсионната среда и дисперсната фаза.
Кристалите с различни размери могат да бъдат получени от всяко химическо вещество. Във всеки случай те ще имат една и съща вътрешна структура: йонна или молекулярна кристална решетка.
Разтваряне
В процеса на разтваряне на зърна натриев хлорид и захар във вода се образува йонен и молекулен разтвор. В зависимост от степента на фрагментация, веществото може да бъде под формата:
- видими макроскопични частици, по-големи от 0,2 mm;
- микроскопични частици по-малки от 0,2 mm могат да бъдат уловени само с микроскоп.
Истинските и колоидни разтвори се различават по размера на частиците на разтвореното вещество. Кристалите, невидими под микроскоп, се наричат колоидни частици, а полученото състояние се нарича колоиден разтвор.
Фаза на решение
В много случаи истинските решения са смачкани (диспергирани) системи от хомогенен тип. Те съдържат непрекъсната непрекъсната фаза - дисперсионна среда и натрошени частици с определена форма и размер (дисперсна фаза). Как колоидните разтвори се различават от истинските системи?
Основната разлика е размерът на частиците. Колоидно-дисперсните системи се считат за хетерогенни, тъй като е невъзможно да се открие фазовата граница в светлинен микроскоп.
Истински решения - това е опцията, когато в околната среда дадено вещество е представено под формата на йони или молекули. Те се отнасят до еднофазни хомогенни разтвори.
Взаимното разтваряне на дисперсионната среда и дисперсното вещество се счита за предпоставка за образуване на дисперсни системи. Например, натриевият хлорид и захарозата са неразтворими в бензол и керосин, така че колоидни разтвори няма да се образуват в такъв разтворител.
Класификация на дисперсните системи
Как се разделят дисперсните системи? Истински решения, колоидни системи се различават по няколко начина.
Има разделение на дисперсните системи според състоянието на агрегиране на средата и дисперсната фаза, образуването или отсъствието на взаимодействие между тях.
Функции
Има определени количествени характеристики на дисперсността на дадено вещество. На първо място се разграничава степента на дисперсия. Тази стойност е реципрочна на размера на частиците. Тя ехарактеризира броя на частиците, които могат да бъдат поставени в един ред на разстояние от един сантиметър.
В случай, че всички частици имат еднакъв размер, се образува монодисперсна система. С неравномерни частици от дисперсната фаза се образува полидисперсна система.
С увеличаване на дисперсията на веществото, процесите, които протичат в повърхността на повърхността, се увеличават в него. Например, специфичната повърхност на дисперсната фаза се увеличава, физикохимичният ефект на средата на границата между две фази се увеличава.
Варианти на дисперсни системи
В зависимост от фазата, в която ще бъде разтвореното вещество, се разграничават различни варианти на диспергирани системи.
Аерозолите са диспергирани системи, в които дисперсната среда е представена в газообразна форма. Мъглите са аерозоли с течна дисперсна фаза. Дим и прах се генерират от твърдата дисперсна фаза.
Пяната е дисперсия в течност на газообразно вещество. Течностите в пяната се дегенерират във филми, които отделят газови мехурчета.
Емулсиите са диспергирани системи, при които една течност се разпределя върху обема на друга, без да се разтваря в нея.
Суспензиите или суспензиите са системи с ниска дисперсия, в които твърдите частици са в течност. Колоидните разтвори или золи във водна дисперсионна система се наричат хидрозоли.
В зависимост от наличието (отсъствието) между частиците на дисперсната фаза се различават свободно диспергирани или кохерентно диспергирани системи. Към първата групавключват лиозоли, аерозоли, емулсии, суспензии. В такива системи няма контакт между частиците и дисперсната фаза. Те се движат свободно в разтвор под въздействието на гравитацията.
Кохезионно-дисперсните системи възникват в случай на контакт на частици с дисперсна фаза, в резултат на което се образуват структури под формата на решетка или рамка. Такива колоидни системи се наричат гелове.
Процесът на желиране (желатинизация) е превръщането на зол в гел, базиран на намаляване на стабилността на първоначалния зол. Примери за свързани дисперсни системи са суспензии, емулсии, прахове, пяни. Те включват и почва, образувана в процеса на взаимодействие на органични (хумусни) вещества и почвени минерали.
Капилярно-дисперсните системи се отличават с непрекъсната маса от материя, проникваща в капиляри и пори. Те се считат за тъкани, различни мембрани, дърво, картон, хартия.
Истинските решения са хомогенни системи, състоящи се от два компонента. Те могат да съществуват в разтворители с различно агрегатно състояние. Разтворителят е вещество, взето в излишък. Компонент, който се приема в недостатъчно количество, се счита за разтворено вещество.
Характеристики на решенията
Твърдите сплави също са решения, в които различни метали действат като дисперсна среда и компонент. От практическа гледна точка особен интерес представляват такива течни смеси, в които течността действа като разтворител.
От многобройни неорганичниразтворители от особен интерес е водата. Почти винаги се образува истински разтвор, когато частиците от разтвореното вещество се смесят с вода.
Сред органичните съединения следните вещества са отлични разтворители: етанол, метанол, бензен, тетрахлорметан, ацетон. Поради хаотичното движение на молекулите или йоните на разтворения компонент, те частично преминават в разтвора, образувайки нова хомогенна система.
Веществата се различават по способността си да образуват разтвори. Някои могат да се смесват един с друг в неограничени количества. Пример е разтварянето на солни кристали във вода.
Същността на процеса на разтваряне от гледна точка на молекулярно-кинетичната теория е, че след въвеждането на кристали на натриев хлорид в разтворителя, той се дисоциира на натриеви катиони и хлорни аниони. Заредените частици осцилират, сблъсъците с частиците на самия разтворител водят до преход на йони в разтворителя (свързване). Постепенно към процеса се свързват и други частици, повърхностният слой се разрушава, кристалът на солта се разтваря във вода. Дифузията позволява разпределението на частиците от веществото в целия обем на разтворителя.
Видове истински решения
True solution е система, която е разделена на няколко типа. Има класификация на такива системи на водни и неводни според вида на разтворителя. Те също се класифицират според варианта на разтвореното вещество на основи, киселини, соли.
Яжтеразлични видове истински разтвори по отношение на електрическия ток: неелектролити, електролити. В зависимост от концентрацията на разтвореното вещество, те могат да бъдат разредени или концентрирани.
Истинските разтвори на нискомолекулни вещества от термодинамична гледна точка се разделят на реални и идеални.
Такива разтвори могат да бъдат йонно диспергирани, както и молекулярно-диспергирани системи.
Насищане на решения
В зависимост от това колко частици влизат в разтвора, има свръхнаситени, ненаситени, наситени разтвори. Разтворът е течна или твърда хомогенна система, която се състои от няколко компонента. Във всяка такава система задължително присъства разтворител, както и разтворено вещество. Когато някои вещества се разтворят, се отделя топлина.
Подобен процес потвърждава теорията на разтворите, според която разтварянето се разглежда като физичен и химичен процес. Процесът на разтворимост е разделен на три групи. Първите са тези вещества, които могат да се разтварят в количество от 10 g в 100 g разтворител, те се наричат силно разтворими.
Веществата се считат за слабо разтворими, ако по-малко от 10 g се разтварят в 100 g от компонента, останалите се наричат неразтворими.
Заключение
Системи, състоящи се от частици с различно състояние на агрегация, размери на частиците, са необходими за нормалния човешки живот. Вярно е, че колоидни разтвори, обсъдени по-горе, са свикналипроизводство на лекарства, производство на храни. Познавайки концентрацията на разтворено вещество, можете самостоятелно да приготвите необходимия разтвор, например етилов алкохол или оцетна киселина, за различни цели в ежедневието. В зависимост от състоянието на агрегиране на разтвореното вещество и разтворителя, получените системи имат определени физични и химични характеристики.
