Kemia ni sayansi ya kuvutia na changamano. Masharti na dhana zake hutujia katika maisha ya kila siku, na haieleweki kila wakati ina maana gani na maana yake ni nini. Moja ya dhana hizi ni umumunyifu. Neno hili linatumika sana katika nadharia ya suluhisho, na katika maisha ya kila siku tunakutana na matumizi yake kwa sababu tumezungukwa na suluhisho hizi hizo. Lakini sio sana matumizi ya dhana hii ambayo ni muhimu, lakini matukio ya kimwili ambayo inaashiria. Lakini kabla ya kuendelea na sehemu kuu ya hadithi yetu, acheni tusonge mbele kwa kasi hadi karne ya kumi na tisa, wakati Svante Arrhenius na Wilhelm Ostwald walipounda nadharia ya kutengana kwa kielektroniki.
Historia
Utafiti wa suluhu na umumunyifu huanza na nadharia ya kimwili ya kutengana. Ni rahisi kuelewa, lakini ni ya zamani sana na inaendana na ukweli katika muda mfupi tu. Kiini cha nadharia hii ni kwamba solute, ikiingia kwenye suluhisho, hutengana na kuwa chembe za kushtakiwa zinazoitwa ions. Ni chembe hizi ambazo huamua sifa za kemikali za myeyusho na baadhi ya sifa zake za kimwili, ikiwa ni pamoja na kondakta na kiwango cha mchemko, kiwango myeyuko na kiwango cha fuwele.
Lakini kuna zaidinadharia ngumu ambazo huzingatia suluhisho kama mfumo ambao chembe huingiliana na kuunda kinachojulikana kama solvates - ioni zilizozungukwa na dipoles. Dipole ni, kwa ujumla, molekuli ya neutral, miti ambayo ni kinyume cha kushtakiwa. Mara nyingi dipole ni molekuli ya kutengenezea. Kuingia kwenye suluhisho, dutu iliyoyeyushwa hutengana kuwa ioni, na dipoles huvutiwa na ioni moja kwa mwisho ulioshtakiwa kinyume nao, na kwa ioni zingine na mwisho mwingine wa kushtakiwa, mtawaliwa. Kwa hivyo, viyeyusho hupatikana - molekuli zilizo na ganda la molekuli zingine zisizo na upande.
Sasa tuzungumze kidogo kuhusu kiini cha nadharia zenyewe na kuziangalia kwa undani zaidi.
Nadharia za suluhisho
Uundaji wa chembe kama hizo unaweza kueleza matukio mengi ambayo hayawezi kuelezewa kwa kutumia nadharia ya kitamaduni ya suluhu. Kwa mfano, athari ya joto ya mmenyuko wa kufuta. Kutoka kwa mtazamo wa nadharia ya Arrhenius, ni vigumu kusema kwa nini, wakati dutu moja inapofutwa katika nyingine, joto linaweza kufyonzwa na kutolewa. Ndio, kimiani cha kioo kinaharibiwa, na kwa hiyo nishati hutumiwa na suluhisho hupungua, au kutolewa wakati wa kuoza kwa sababu ya nishati ya ziada ya vifungo vya kemikali. Lakini inageuka kuwa haiwezekani kuelezea hili kutoka kwa mtazamo wa nadharia ya classical, kwani utaratibu wa uharibifu yenyewe bado haueleweki. Na ikiwa tunatumia nadharia ya kemikali ya suluhisho, inakuwa wazi kuwa molekuli za kutengenezea, zilizowekwa ndani ya utupu wa kimiani, huiharibu kutoka ndani, kana kwamba "imefungwa"ioni kutoka kwa kila mmoja kwa ganda la kutengenezea.
Katika sehemu inayofuata, tutaangalia umumunyifu ni nini na kila kitu kinachohusiana na kiasi hiki kinachoonekana kuwa rahisi na angavu.
Dhana ya umumunyifu
Ni angavu kabisa kwamba umumunyifu huonyesha jinsi dutu inavyoyeyuka katika kutengenezea mahususi. Walakini, kwa kawaida tunajua kidogo sana juu ya asili ya kuyeyuka kwa vitu. Kwa nini, kwa mfano, chaki haina kufuta katika maji, na chumvi ya meza - kinyume chake? Yote ni juu ya nguvu ya vifungo ndani ya molekuli. Ikiwa vifungo vina nguvu, basi kwa sababu ya hili, chembe hizi haziwezi kujitenga katika ions, na hivyo kuharibu kioo. Kwa hivyo, hubakia kutoyeyuka.
Umumunyifu ni sifa ya kiasi inayoonyesha ni kiasi gani cha kimumunyisho kilicho katika umbo la chembe zilizoyeyushwa. Thamani yake inategemea asili ya solute na kutengenezea. Umumunyifu katika maji kwa vitu tofauti ni tofauti, kulingana na vifungo kati ya atomi kwenye molekuli. Dawa zilizo na bondi shirikishi zina umumunyifu wa chini zaidi, ilhali zile zilizo na bondi za ioni ndizo zenye kiwango cha juu zaidi.
Lakini si mara zote inawezekana kuelewa ni umumunyifu upi ni mkubwa na upi ni mdogo. Kwa hivyo, katika sehemu inayofuata, tutajadili umumunyifu wa vitu mbalimbali kwenye maji ni nini.
Ulinganisho
Kuna viyeyusho vingi vya kimiminika asilia. Kuna vitu mbadala zaidi ambavyo vinaweza kutumika kama mwisho wakati hali fulani zinafikiwa, kwa mfano, fulanihali ya jumla. Inakuwa wazi kwamba ikiwa unakusanya data juu ya umumunyifu katika kila mmoja wa kila jozi ya "solute - kutengenezea", haitoshi kwa umilele, kwa sababu mchanganyiko ni mkubwa. Kwa hiyo, ikawa kwamba kwenye sayari yetu maji ni kutengenezea na kiwango cha ulimwengu wote. Walifanya hivyo kwa sababu ndiyo inayopatikana zaidi Duniani.
Kwa hivyo, jedwali la umumunyifu wa maji liliundwa kwa mamia na maelfu ya dutu. Sote tumeiona, lakini kwa toleo fupi na linaloeleweka zaidi. Seli za jedwali zina herufi zinazoashiria dutu mumunyifu, isiyoyeyuka au mumunyifu kidogo. Lakini kuna meza maalum zaidi kwa wale ambao wanajua sana kemia. Inaonyesha thamani halisi ya nambari ya umumunyifu katika gramu kwa kila lita ya myeyusho.
Sasa hebu tugeukie nadharia ya kitu kama vile umumunyifu.
Kemia ya Umumunyifu
Jinsi mchakato wa ufutaji yenyewe unavyofanyika, tayari tumechanganua katika sehemu zilizopita. Lakini jinsi gani, kwa mfano, kuandika yote kama majibu? Kila kitu sio rahisi sana hapa. Kwa mfano, asidi inapoyeyuka, ayoni ya hidrojeni humenyuka pamoja na maji kuunda ioni ya hidronium H3O+. Kwa hivyo, kwa HCl, mlinganyo wa majibu utaonekana kama hii:
HCl + H2O =H3O+ + Cl-
Umumunyifu wa chumvi, kulingana na muundo wao, pia hubainishwa na mmenyuko wake wa kemikali. Aina ya mwisho inategemea muundo wa chumvi navifungo ndani ya molekuli zake.
Tuligundua jinsi ya kurekodi kwa mchoro umumunyifu wa chumvi kwenye maji. Sasa ni wakati wa matumizi ya vitendo.
Maombi
Ukiorodhesha kesi wakati thamani hii inahitajika, hata karne haitoshi. Kwa njia isiyo ya moja kwa moja, ukitumia, unaweza kuhesabu idadi nyingine ambayo ni muhimu sana kwa utafiti wa suluhisho lolote. Bila hivyo, hatuwezi kujua mkusanyiko halisi wa dutu hii, shughuli zake, hatuwezi kutathmini ikiwa dawa itaponya mtu au kuua (baada ya yote, hata maji ni hatari kwa maisha kwa kiasi kikubwa)..
Mbali na tasnia ya kemikali na madhumuni ya kisayansi, kuelewa kiini cha umumunyifu pia ni muhimu katika maisha ya kila siku. Hakika, wakati mwingine inahitajika kuandaa, kusema, suluhisho la supersaturated la dutu. Kwa mfano, hii ni muhimu kupata fuwele za chumvi kwa kazi ya nyumbani ya mtoto. Kwa kujua umumunyifu wa chumvi katika maji, tunaweza kubaini kwa urahisi ni kiasi gani inahitaji kumwagika kwenye chombo ili kianze kunyesha na kuunda fuwele kutokana na ziada.
Kabla hatujamaliza matembezi yetu mafupi katika kemia, hebu tuzungumze kuhusu dhana chache zinazohusiana na umumunyifu.
Ni nini kingine kinachovutia?
Kwa maoni yetu, ikiwa umefikia sehemu hii, pengine tayari umeelewa kuwa umumunyifu si tu wingi wa ajabu wa kemikali. Ni msingi wa kiasi kingine. Na kati yao: mkusanyiko, shughuli, kujitenga mara kwa mara, pH. Na hii sio orodha kamili. Lazima umesikia angalau mojakutoka kwa maneno haya. Bila ujuzi huu juu ya asili ya ufumbuzi, utafiti ambao ulianza na umumunyifu, hatuwezi tena kufikiria kemia ya kisasa na fizikia. Fizikia ni nini hapa? Wakati mwingine wanafizikia pia hushughulikia suluhu, kupima utendakazi wao, na kutumia sifa zao nyingine kwa mahitaji yao wenyewe.
Hitimisho
Katika makala haya tulifahamiana na dhana ya kemikali kama vile umumunyifu. Labda hii ilikuwa habari muhimu sana, kwani wengi wetu hatuelewi kiini cha kina cha nadharia ya suluhisho bila kuwa na hamu ya kuzama katika uchunguzi wake kwa undani. Kwa hali yoyote, ni muhimu sana kufundisha ubongo wako kwa kujifunza kitu kipya. Kwani, mtu lazima "asome, asome na asome tena" maisha yake yote.
