Katika maisha ya kila siku, ni nadra sana watu kukutana na dutu safi. Bidhaa nyingi ni mchanganyiko wa dutu.
Myeyusho ni mchanganyiko wa homogeneous ambapo viambajengo vimechanganywa kwa usawa. Kuna aina kadhaa kulingana na ukubwa wa chembe: mifumo ya coarse, ufumbuzi wa molekuli na mifumo ya colloidal, ambayo mara nyingi huitwa soli. Makala haya yanahusu suluhu za molekuli (au kweli). Umumunyifu wa dutu katika maji ni mojawapo ya hali kuu zinazoathiri uundaji wa misombo.
Umumunyifu wa dutu: ni nini na kwa nini inahitajika
Ili kuelewa mada hii, unahitaji kujua miyeyusho na umumunyifu wa dutu ni nini. Kwa maneno rahisi, hii ni uwezo wa dutu kuchanganya na mwingine na kuunda mchanganyiko wa homogeneous. Kutoka kwa mtazamo wa kisayansi, ufafanuzi ngumu zaidi unaweza kuzingatiwa. Umumunyifu wa dutu ni uwezo wao wa kuunda utunzi wa homogeneous (au tofauti) na dutu moja au zaidi na usambazaji uliotawanyika wa vifaa. Kuna aina kadhaa za dutu na misombo:
- papo hapo;
- hafifu mumunyifu;
- isiyoyeyuka.
Kipimo cha umumunyifu wa dutu kinasemaje
Maudhui ya dutu katika mchanganyiko ulioshiba ni kipimo cha umumunyifu wake. Kama ilivyoelezwa hapo juu, kwa vitu vyote ni tofauti. Mumunyifu ni wale ambao wanaweza kuondokana na zaidi ya 10g yao wenyewe katika 100g ya maji. Jamii ya pili ni chini ya 1 g chini ya hali sawa. Kwa kweli isiyoweza kuingizwa ni zile zilizo katika mchanganyiko ambao chini ya 0.01 g ya sehemu hupita. Katika hali hii, dutu hii haiwezi kuhamisha molekuli zake kwa maji.
Je, mgawo wa umumunyifu ni upi
Kigawo cha umumunyifu (k) ni kiashirio cha upeo wa juu wa wingi wa dutu (g) unaoweza kuongezwa kwa 100 g ya maji au dutu nyingine.
Vimumunyisho
Mchakato huu unahusisha kiyeyusho na kiyeyusho. Ya kwanza inatofautiana kwa kuwa mwanzoni iko katika hali sawa ya mkusanyiko na mchanganyiko wa mwisho. Kama sheria, inachukuliwa kwa idadi kubwa zaidi.
Hata hivyo, watu wengi wanajua kuwa maji huchukua nafasi maalum katika kemia. Kuna sheria tofauti kwa ajili yake. Suluhisho ambalo H2O inapatikana huitwa mmumunyo wa maji. Wakati wa kuzungumza juu yao, kioevu ni dondoo hata ikiwa ni kwa kiasi kidogo. Mfano ni suluhisho la 80% la asidi ya nitriki katika maji. Uwiano hapa si sawa Ingawa uwiano wa maji ni chini ya asidi, si sahihi kuita dutu hii kuwa myeyusho wa 20% wa maji katika asidi ya nitriki.
Kuna michanganyiko ambayo haina H2O. Watabeba jinaisiyo na maji. Suluhisho kama hizo za elektroliti ni waendeshaji wa ioni. Zina vyenye moja au mchanganyiko wa dondoo. Wao huundwa na ions na molekuli. Zinatumika katika tasnia kama vile dawa, utengenezaji wa kemikali za nyumbani, vipodozi na maeneo mengine. Wanaweza kuchanganya vitu kadhaa vinavyohitajika na umumunyifu tofauti. Vipengele vya bidhaa nyingi ambazo hutumiwa nje ni hydrophobic. Kwa maneno mengine, hawaingiliani vizuri na maji. Katika mchanganyiko huo, vimumunyisho vinaweza kuwa tete, visivyo na tete, au pamoja. Dutu za kikaboni katika kesi ya kwanza kufuta mafuta vizuri. Tete ni pamoja na alkoholi, hidrokaboni, aldehidi, na wengine. Mara nyingi hujumuishwa katika kemikali za kaya. Isiyo na tete hutumiwa mara nyingi kwa utengenezaji wa marashi. Hizi ni mafuta ya mafuta, mafuta ya taa ya kioevu, glycerini na wengine. Mchanganyiko ni mchanganyiko wa tete na usio na tete, kwa mfano, ethanol na glycerini, glycerini na dimexide. Pia zinaweza kuwa na maji.
Aina za suluhu kwa kiwango cha kueneza
Myeyusho uliyojaa ni mchanganyiko wa kemikali ulio na kiwango cha juu zaidi cha dutu moja katika kutengenezea kwa joto fulani. Haitazaa zaidi. Katika utayarishaji wa dutu ngumu, mvua huonekana, ambayo iko katika usawa wa nguvu nayo. Dhana hii ina maana ya hali inayoendelea kwa wakati kutokana na mtiririko wake kwa wakati mmoja katika pande mbili tofauti (miitikio ya mbele na ya nyuma) kwa kasi ile ile.
Kama dutu hiikwa joto la mara kwa mara bado linaweza kuoza, basi suluhisho hili halijajazwa. Wao ni imara. Lakini ukiendelea kuziongezea kitu, basi itatiwa maji (au kioevu kingine) hadi ifikie mkusanyiko wake wa juu zaidi.
Mwonekano mwingine - umejaa kupita kiasi. Ina solute zaidi kuliko inaweza kuwa kwenye joto la kawaida. Kwa sababu ya ukweli kwamba ziko katika usawa usio thabiti, athari ya kimwili kwao husababisha uangavu wa fuwele.
Unatambuaje suluhu iliyojaa kutoka kwa isiyojaa?
Hii ni rahisi vya kutosha kufanya. Ikiwa dutu hii ni imara, basi mvua inaweza kuonekana katika ufumbuzi uliojaa. Katika kesi hii, mchimbaji anaweza kuwa mzito, kama, kwa mfano, katika muundo uliojaa, maji ambayo sukari imeongezwa.
Lakini ukibadilisha hali, ongeza joto, basi haitazingatiwa tena. iliyojaa, kwa kuwa kwenye joto la juu kiwango cha juu cha mkusanyiko wa dutu hii kitakuwa kingine.
Nadharia za mwingiliano wa vipengele vya suluhu
Kuna nadharia tatu kuhusu mwingiliano wa vipengele katika mchanganyiko: kimwili, kemikali na kisasa. Waandishi wa wa kwanza ni Svante August Arrhenius na Wilhelm Friedrich Ostwald. Walidhani kwamba, kutokana na kueneza, chembe za kutengenezea na solute ziligawanywa sawasawa katika kiasi cha mchanganyiko, lakini hapakuwa na mwingiliano kati yao. Nadharia ya kemikali iliyotolewa na Dmitri Ivanovich Mendeleev ni kinyume chake. Kulingana na hayo, kama matokeo ya mwingiliano wa kemikali kati yao, sio thabitimichanganyiko ya utunzi thabiti au unaobadilika, ambao huitwa miyeyusho.
Kwa sasa, nadharia iliyounganishwa ya Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky na Ivan Alekseevich Kablukov inatumika. Inachanganya kimwili na kemikali. Nadharia ya kisasa inasema kwamba katika suluhisho kuna chembe zisizoingiliana za vitu na bidhaa za mwingiliano wao - solvates, kuwepo kwa ambayo Mendeleev alithibitisha. Katika kesi wakati mchimbaji ni maji, huitwa hydrates. Jambo ambalo solvates (hydrates) huundwa inaitwa solvation (hydration). Inathiri michakato yote ya kimwili na kemikali na kubadilisha mali ya molekuli katika mchanganyiko. Uyeyushaji hutokea kutokana na ukweli kwamba ganda la myeyusho, linalojumuisha molekuli za dondoo zinazohusishwa kwa karibu nalo, huzunguka molekuli ya soluti.
Mambo yanayoathiri umumunyifu wa dutu
Muundo wa kemikali wa dutu. Sheria "kama huvutia kama" inatumika kwa vitendanishi vile vile. Dutu zinazofanana katika sifa za kimwili na kemikali zinaweza kufutwa kwa kasi. Kwa mfano, misombo isiyo ya polar huingiliana vizuri na zisizo za polar. Dutu zilizo na molekuli za polar au muundo wa ionic hupunguzwa kwa zile za polar, kwa mfano, katika maji. Chumvi, alkali na vipengele vingine hutengana ndani yake, wakati wale wasio na polar hufanya kinyume chake. Mfano rahisi unaweza kutolewa. Ili kuandaa ufumbuzi uliojaa wa sukari katika maji, kiasi kikubwa cha dutu kinahitajika kuliko katika kesi ya chumvi. Ina maana gani? Kuweka tu, unaweza kuzaliana mengi zaidisukari kwenye maji kuliko chumvi.
Halijoto. Ili kuongeza umumunyifu wa vitu vikali katika vinywaji, unahitaji kuongeza joto la uchimbaji (hufanya kazi katika hali nyingi). Mfano unaweza kuonyeshwa. Ikiwa unaweka pinch ya kloridi ya sodiamu (chumvi) katika maji baridi, mchakato huu utachukua muda mrefu. Ikiwa unafanya sawa na kati ya moto, basi kufuta itakuwa kwa kasi zaidi. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba kama matokeo ya ongezeko la joto, nishati ya kinetic huongezeka, kiasi kikubwa ambacho hutumiwa mara nyingi katika uharibifu wa vifungo kati ya molekuli na ioni za imara. Hata hivyo, halijoto inapoongezeka katika hali ya chumvi za lithiamu, magnesiamu, alumini na alkali, umumunyifu wao hupungua.
Shinikizo. Sababu hii huathiri tu gesi. Umumunyifu wao huongezeka kwa shinikizo la kuongezeka. Baada ya yote, ujazo wa gesi umepunguzwa.
Badilisha kiwango cha kufutwa
Usichanganye kiashirio hiki na umumunyifu. Baada ya yote, vipengele tofauti huathiri mabadiliko katika viashirio hivi viwili.
Kiwango cha mgawanyiko wa dutu iliyoyeyushwa. Sababu hii huathiri umumunyifu wa vitu vikali katika vimiminika. Katika hali nzima (lumpy), utungaji hupunguzwa kwa muda mrefu zaidi kuliko ule unaovunjwa vipande vidogo. Hebu tuchukue mfano. Kiasi kikubwa cha chumvi kitachukua muda mrefu zaidi kuyeyuka katika maji kuliko chumvi katika umbo la mchanga.
Koroga kasi. Kama inavyojulikana, mchakato huu unaweza kuchochewa na kuchochea. Kasi yake pia ni muhimu, kwa sababu ni kubwa zaidi, kwa kasi itafuta.dutu katika kioevu.
Kwa nini tunahitaji kujua umumunyifu wa yabisi kwenye maji?
Kwanza kabisa, mifumo kama hii inahitajika ili kutatua milinganyo ya kemikali ipasavyo. Katika meza ya umumunyifu kuna malipo ya vitu vyote. Wanahitaji kujulikana ili kurekodi kwa usahihi vitendanishi na kuchora equation ya mmenyuko wa kemikali. Umumunyifu katika maji huonyesha ikiwa chumvi au msingi unaweza kutengana. Misombo ya maji ambayo hufanya sasa ina elektroliti kali katika muundo wao. Kuna aina nyingine. Wale ambao hufanya vibaya sasa huchukuliwa kuwa elektroliti dhaifu. Katika kesi ya kwanza, vipengele ni vitu ambavyo ni ionized kabisa katika maji. Ingawa elektroliti dhaifu huonyesha kiashirio hiki kwa kiasi kidogo tu.
Milingano ya athari ya kemikali
Kuna aina kadhaa za milinganyo: molekuli, ioni kamili na ioni fupi. Kwa kweli, chaguo la mwisho ni fomu iliyofupishwa ya Masi. Hili ndilo jibu la mwisho. Mlinganyo kamili una viitikio na bidhaa za majibu. Sasa inakuja zamu ya jedwali la umumunyifu wa dutu. Kwanza unahitaji kuangalia ikiwa majibu yanawezekana, ambayo ni, ikiwa moja ya masharti ya majibu yamefikiwa. Kuna 3 tu kati yao: malezi ya maji, kutolewa kwa gesi, mvua. Ikiwa hali mbili za kwanza hazijafikiwa, unahitaji kuangalia moja ya mwisho. Ili kufanya hivyo, unahitaji kuangalia meza ya umumunyifu na kujua ikiwa kuna chumvi isiyoweza kuingizwa au msingi katika bidhaa za majibu. Ikiwa ni, basi hii itakuwa sediment. Zaidi ya hayo, jedwali litahitajika kuandika equation ya ionic. Kwa kuwa chumvi na besi zote mumunyifu ni elektroliti zenye nguvu,kisha zitaoza na kuwa cations na anions. Zaidi ya hayo, ions zisizofungwa hupunguzwa, na equation imeandikwa kwa fomu fupi. Mfano:
- K2SO4+BaCl2=BaSO4 ↓+2HCl,
- 2K+2SO4+Ba+2Cl=BaSO4↓+2K+2Cl,
- Ba+SO4=BaSO4↓.
Kwa hivyo, jedwali la umumunyifu wa dutu ni mojawapo ya masharti muhimu ya kutatua milinganyo ya ioni.
Jedwali la kina hukusaidia kujua ni sehemu ngapi unahitaji kuchukua ili kuandaa mchanganyiko mzuri.
Jedwali la umumunyifu
Hili ndilo jedwali la kawaida lisilokamilika. Ni muhimu kwamba halijoto ya maji ionyeshwe hapa, kwani ni mojawapo ya mambo ambayo tayari tumeshajadili hapo juu.
Jinsi ya kutumia jedwali la umumunyifu?
Jedwali la umumunyifu wa dutu katika maji ni mojawapo ya wasaidizi wakuu wa kemia. Inaonyesha jinsi vitu na misombo mbalimbali huingiliana na maji. Umumunyifu wa vitu vikali katika kimiminika ni kiashirio ambacho pasipo upotoshaji mwingi wa kemikali hauwezekani.
Jedwali ni rahisi sana kutumia. Cations (chembe zenye chaji chanya) zimeandikwa kwenye mstari wa kwanza, anions (chembe zenye chaji hasi) zimeandikwa kwenye mstari wa pili. Sehemu kubwa ya jedwali inachukuliwa na gridi ya taifa yenye alama fulani katika kila seli. Hizi ni herufi "P", "M", "H" na ishara "-" na "?".
- "P" - kiwanja huyeyuka;
- "M" - huyeyuka kidogo;
- "H" - haiyeyuki;
- "-" - hakuna muunganisho uliopo;
- "?" - hakuna taarifa kuhusu kuwepo kwa muunganisho.
Kuna seli moja tupu kwenye jedwali hili - hii ni maji.
Mfano rahisi
Sasa kuhusu jinsi ya kufanya kazi na nyenzo kama hizo. Tuseme unahitaji kujua ikiwa chumvi inaweza kuyeyuka katika maji - MgSo4 (sulfate ya magnesiamu). Ili kufanya hivyo, unahitaji kupata safu Mg2+ na ushuke kwenye mstari SO42-. Katika makutano yao kuna herufi P, ambayo ina maana kwamba kiwanja kinaweza kuyeyuka.
Hitimisho
Kwa hivyo, tumejifunza suala la umumunyifu wa dutu katika maji na sio tu. Bila shaka, ujuzi huu utakuwa muhimu katika utafiti zaidi wa kemia. Baada ya yote, umumunyifu wa vitu una jukumu muhimu huko. Itakuwa muhimu kwa kutatua milinganyo ya kemikali na matatizo mbalimbali.
