ธรรมชาติมีสารเคมีบริสุทธิ์อยู่มากไหม? น้ำทะเล นม ลวดเหล็ก คืออะไร - สารแต่ละตัวหรือประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง? ในบทความของเรา เราจะทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติของสารละลาย - ระบบเคมีและฟิสิกส์ทั่วไปที่มีองค์ประกอบแปรผัน อาจมีส่วนประกอบหลายอย่าง ดังนั้น นมจึงเป็นสารละลายอินทรีย์ที่มีน้ำ หยดไขมัน โมเลกุลโปรตีน และเกลือแร่ วิธีแก้ปัญหาคืออะไรและจะหาได้อย่างไร? เราจะตอบคำถามนี้และคำถามอื่นๆ ในบทความของเรา
การใช้วิธีแก้ปัญหาและบทบาทในธรรมชาติ
เมแทบอลิซึมใน biogeocenoses ดำเนินการในรูปแบบของการทำงานร่วมกันของสารประกอบที่ละลายในน้ำ ตัวอย่างเช่น การดูดซึมของสารละลายดินโดยรากพืช การสะสมของแป้งอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์แสงในพืช กระบวนการย่อยอาหารของสัตว์และมนุษย์ ทั้งหมดนี้เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายเคมี เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงอุตสาหกรรมสมัยใหม่: อุตสาหกรรมอวกาศและเครื่องบิน, อุตสาหกรรมการทหาร, พลังงานนิวเคลียร์โดยไม่ต้องใช้โลหะผสม - โซลูชั่นที่เป็นของแข็งพร้อมคุณสมบัติทางเทคนิคที่เป็นเอกลักษณ์ ก๊าซหลายชนิดยังสามารถก่อให้เกิดสารผสม ซึ่งเราอาจเรียกว่าสารละลาย ตัวอย่างเช่น อากาศเป็นระบบทางกายภาพและเคมีที่มีส่วนประกอบ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น
ทางออกคืออะไร
เมื่อผสมกรดซัลเฟตกับน้ำเข้าด้วยกัน จะได้สารละลายที่เป็นน้ำ พิจารณาว่าประกอบด้วยอะไร เราจะพบตัวทำละลาย - น้ำ ตัวถูกละลาย - กรดซัลฟิวริก และผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาของพวกมัน ซึ่งรวมถึงไฮโดรเจนไอออนบวก ไฮโดรซัลเฟต - และซัลเฟตไอออน องค์ประกอบของระบบเคมีและฟิสิกส์ ซึ่งประกอบด้วยตัวทำละลายและส่วนประกอบ จะขึ้นอยู่กับสารที่เป็นตัวทำละลายเท่านั้น
ตัวทำละลายที่สำคัญที่สุดคือน้ำ ธรรมชาติของส่วนประกอบที่ละลายก็มีความสำคัญเช่นกัน สามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามกลุ่ม เหล่านี้เป็นสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติ ละลายได้เล็กน้อยและละลายได้สูง กลุ่มสุดท้ายสำคัญที่สุด ประกอบด้วยเกลือ กรด ด่าง แอลกอฮอล์ โมโนแซ็กคาไรด์ส่วนใหญ่ สารประกอบที่ละลายได้ไม่ดีนั้นพบได้บ่อยในธรรมชาติเช่นกัน ได้แก่ ยิปซั่ม ไนโตรเจน มีเทน ออกซิเจน ในทางปฏิบัติที่ไม่ละลายในน้ำจะเป็นโลหะ ก๊าซมีตระกูล: อาร์กอน ฮีเลียม ฯลฯ น้ำมันก๊าด น้ำมัน
วิธีการหาปริมาณการละลายของสารประกอบ
ความเข้มข้นของสารละลายอิ่มตัวเป็นค่าที่สำคัญที่สุดที่แสดงถึงความสามารถในการละลายของสาร ของเธอแสดงเป็นค่าตัวเลขเท่ากับมวลของสารประกอบในสารละลาย 100 กรัม ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ที่ใช้ฆ่าเชื้อ - แอลกอฮอล์ซาลิไซลิกมีจำหน่ายในร้านขายยาในรูปของสารละลายแอลกอฮอล์ 1% ซึ่งหมายความว่า 100 กรัมของสารละลายมีสารออกฤทธิ์ 1 กรัม มวลที่ใหญ่ที่สุดของโซเดียมคลอไรด์ที่สามารถละลายในตัวทำละลาย 100 กรัมที่อุณหภูมิหนึ่ง ๆ คืออะไร? คุณสามารถหาคำตอบของคำถามนี้ได้โดยใช้ตารางพิเศษของกราฟความสามารถในการละลายของสารประกอบที่เป็นของแข็ง ดังนั้นที่อุณหภูมิ 10 ⁰Сสามารถละลายเกลือแกง 38 กรัมในน้ำ 100 กรัมที่ 80 ⁰С - 40 กรัมของสาร วิธีทำสารละลายเจือจาง? คุณต้องเติมน้ำปริมาณหนึ่งลงไป เป็นไปได้ที่จะเพิ่มความเข้มข้นของระบบฟิสิกส์เคมีโดยการระเหยสารละลายหรือโดยการเพิ่มส่วนหนึ่งของสารประกอบที่ละลายลงไป
ประเภทของการแก้ปัญหา
ที่อุณหภูมิหนึ่ง ระบบสามารถอยู่ในสภาวะสมดุลกับสารประกอบที่ละลายได้ในรูปของตะกอน ในกรณีนี้ มีคนพูดถึงสารละลายอิ่มตัว จะทำให้สารละลายอิ่มตัวได้อย่างไร? เมื่อต้องการทำเช่นนี้ โปรดดูตารางการละลายของของแข็ง ตัวอย่างเช่น เกลือแกงที่มีน้ำหนัก 31 กรัม ถูกใส่ลงไปในน้ำที่อุณหภูมิ 20 ºС และความดันปกติ จากนั้นจึงคนให้เข้ากัน ด้วยการให้ความร้อนเพิ่มเติมและการแนะนำของเกลือส่วนเพิ่มเติม ส่วนเกินของมันช่วยให้เกิดการก่อตัวของสารละลายที่อิ่มตัวยิ่งยวด การระบายความร้อนของระบบจะนำไปสู่กระบวนการตกตะกอนของผลึกโซเดียมคลอไรด์ สารละลายเจือจางจะเรียกว่าสารละลายดังกล่าว ซึ่งความเข้มข้นของสารประกอบเมื่อเปรียบเทียบกับปริมาตรของตัวทำละลายจะเป็นเล็กพอ ตัวอย่างเช่น น้ำเกลือซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพลาสมาเลือดและใช้ในยาหลังจากการผ่าตัด คือสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 0.9%
กลไกการละลายของสาร
เมื่อพิจารณาถึงคำถามว่าวิธีแก้ปัญหาคืออะไร มาพิจารณาว่ากระบวนการใดบ้างที่รองรับการก่อตัวของมัน ที่หัวใจของปรากฏการณ์การละลายของสาร เราเห็นปฏิกิริยาของการเปลี่ยนแปลงทั้งทางกายภาพและทางเคมี บทบาทหลักในพวกมันเล่นโดยปรากฏการณ์การทำลายพันธะเคมี: ขั้วโควาเลนต์หรือไอออนิกในโมเลกุลของสารประกอบที่ละลายน้ำ ลักษณะทางกายภาพของการทำลายพันธะจะแสดงในการดูดซับพลังงาน นอกจากนี้ยังมีปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคตัวทำละลายกับโมเลกุลของตัวถูกละลายที่เรียกว่าการละลายในกรณีของสารละลายในน้ำ - ไฮเดรชั่น ไม่เพียงแต่การเกิดพันธะใหม่เท่านั้น แต่ยังมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานด้วย
ในบทความของเรา เราได้ตรวจสอบคำถามว่าวิธีแก้ปัญหาคืออะไร และยังพบกลไกสำหรับการก่อตัวของวิธีแก้ปัญหาและความสำคัญของพวกมัน