Kimyo qiziqarli va juda murakkab fan. Uning atama va tushunchalari bizga kundalik hayotda uchrab turadi va ular nimani anglatishini va ularning ma'nosi har doim ham intuitiv ravishda aniq emas. Bu tushunchalardan biri eruvchanlikdir. Ushbu atama echimlar nazariyasida keng qo'llaniladi va kundalik hayotda biz uning ishlatilishiga duch kelamiz, chunki biz xuddi shu echimlar bilan o'ralganmiz. Ammo bu kontseptsiyadan foydalanishning o'zi emas, balki u ko'rsatadigan jismoniy hodisalar muhim ahamiyatga ega. Ammo hikoyamizning asosiy qismiga o'tishdan oldin, keling, Svante Arrhenius va Vilgelm Ostvald elektrolitik dissotsiatsiya nazariyasini shakllantirgan XIX asrga tez o'taylik.
Tarix
Eritmalar va eruvchanlikni o'rganish dissotsiatsiyaning fizik nazariyasidan boshlanadi. Bu tushunish eng oson, lekin juda ibtidoiy va faqat ba'zi daqiqalarda haqiqatga to'g'ri keladi. Bu nazariyaning mohiyati shundan iboratki, erigan modda eritma ichiga kirib, ionlar deb ataladigan zaryadlangan zarrachalarga parchalanadi. Aynan shu zarralar eritmaning kimyoviy xossalarini va uning ba'zi fizik xususiyatlarini, jumladan o'tkazuvchanlik va qaynash nuqtasini, erish nuqtasini va kristallanish nuqtasini aniqlaydi.
Lekin yana ko'p narsalar boreritmani zarralar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladigan va dipollar bilan o'ralgan solvatlar - ionlar deb ataladigan tizim sifatida qaraydigan murakkab nazariyalar. Dipol, umuman olganda, neytral molekula bo'lib, uning qutblari qarama-qarshi zaryadlangan. Dipol ko'pincha erituvchi molekuladir. Eritmaga tushib, erigan modda ionlarga parchalanadi va dipollar mos ravishda qarama-qarshi zaryadlangan uchi bilan bir ionga, boshqa ionlarga esa boshqa qarama-qarshi zaryadlangan uchi bilan tortiladi. Shunday qilib, solvatlar olinadi - boshqa neytral molekulalarning qobig'i bo'lgan molekulalar.
Endi nazariyalarning mohiyati haqida bir oz gaplashamiz va ularni batafsil koʻrib chiqamiz.
Echim nazariyalari
Bunday zarrachalarning hosil boʻlishi yechimlarning klassik nazariyasi yordamida tasvirlab boʻlmaydigan koʻplab hodisalarni tushuntirishi mumkin. Masalan, erish reaksiyasining issiqlik effekti. Arrhenius nazariyasi nuqtai nazaridan, nima uchun bir modda boshqa moddada eriganida, issiqlik so'rilishi va ajralib chiqishi mumkinligini aytish qiyin. Ha, kristall panjara vayron bo'ladi va shuning uchun energiya sarflanadi va eritma soviydi yoki kimyoviy bog'lanishlarning ortiqcha energiyasi tufayli parchalanish paytida chiqariladi. Ammo buni klassik nazariya nuqtai nazaridan tushuntirish mumkin emas, chunki yo'q qilish mexanizmining o'zi tushunarsiz bo'lib qolmoqda. Va agar biz eritmalarning kimyoviy nazariyasini qo'llasak, ma'lum bo'ladiki, erituvchi molekulalar panjara bo'shliqlariga tiqilib, uni "yopiq" kabi ichkaridan yo'q qiladi.ionlari bir-biridan yechim qobig'i orqali.
Keyingi bo'limda biz eruvchanlik nima ekanligini va bu oddiy va intuitiv ko'rinadigan miqdor bilan bog'liq hamma narsani ko'rib chiqamiz.
Eriuvchanlik tushunchasi
Eruvchanlik moddaning ma'lum bir erituvchida qanchalik yaxshi erishini ko'rsatishi mutlaqo intuitivdir. Biroq, biz odatda moddalarning erishi tabiati haqida juda kam ma'lumotga egamiz. Nima uchun, masalan, bo'r suvda erimaydi va osh tuzi - aksincha? Bularning barchasi molekula ichidagi bog'larning mustahkamligi bilan bog'liq. Agar bog'lanishlar kuchli bo'lsa, shuning uchun bu zarralar ionlarga ajrala olmaydi va shu bilan kristallni yo'q qiladi. Shuning uchun u erimaydigan bo'lib qoladi.
Eriuvchanlik - bu erigan moddaning qanday nisbati erigan zarrachalar shaklida ekanligini ko'rsatadigan miqdoriy xususiyatdir. Uning qiymati erigan va erituvchining tabiatiga bog'liq. Har xil moddalar uchun suvda eruvchanligi molekuladagi atomlar orasidagi bog'lanishga qarab har xil bo'ladi. Kovalent bog'lanishga ega bo'lgan moddalarning eruvchanligi eng past bo'lsa, ion bog'lari bo'lganlar esa eng yuqori eruvchanlikka ega.
Lekin har doim ham qaysi eruvchanlik katta va qaysi kichik ekanligini tushunish mumkin emas. Shuning uchun keyingi bo'limda biz turli moddalarning suvda eruvchanligi nima ekanligini muhokama qilamiz.
Taqqoslash
Tabiatda juda koʻp suyuq erituvchilar mavjud. Muayyan shartlarga erishilganda oxirgi bo'lib xizmat qilishi mumkin bo'lgan ko'proq muqobil moddalar mavjud, masalan, ma'lumagregat holati. Agar siz har bir juft "eruvchi - erituvchi" ning bir-birida eruvchanligi to'g'risida ma'lumot to'plasangiz, bu abadiylik uchun etarli bo'lmasligi aniq bo'ladi, chunki kombinatsiyalar juda katta. Shunday qilib, bizning sayyoramizda suv universal erituvchi va standart hisoblanadi. Ular buni Yer yuzida eng keng tarqalgani uchun qilishdi.
Shunday qilib, yuzlab va minglab moddalar uchun suvda eruvchanlik jadvali tuzildi. Biz hammamiz buni ko'rdik, lekin qisqaroq va tushunarliroq versiyada. Jadvalning kataklarida eriydigan, erimaydigan yoki ozgina eriydigan moddalarni bildiruvchi harflar mavjud. Ammo kimyoni jiddiy biladiganlar uchun ko'proq maxsus jadvallar mavjud. Bu eritmaning litriga grammdagi eruvchanlikning aniq raqamli qiymatini ko'rsatadi.
Endi eruvchanlik kabi narsa nazariyasiga murojaat qilaylik.
Eruvchanlik kimyosi
Eritish jarayonining o'zi qanday sodir bo'lishini biz oldingi bo'limlarda tahlil qilganmiz. Ammo, masalan, bularning barchasini reaktsiya sifatida qanday yozish kerak? Bu erda hamma narsa juda oddiy emas. Masalan, kislota eritilganda vodorod ioni suv bilan reaksiyaga kirishib, gidroniy ioni H3O+ hosil qiladi. Shunday qilib, HCl uchun reaksiya tenglamasi quyidagicha ko'rinadi:
HCl + H2O =H3O+ + Cl-
Tuzlarning tuzilishiga qarab eruvchanligi uning kimyoviy reaksiyasi bilan ham aniqlanadi. Ikkinchisining turi tuzning tuzilishiga bog'liq vauning molekulalari ichidagi bog'lar.
Biz tuzlarning suvda eruvchanligini grafik tarzda qanday qayd etishni aniqladik. Amaliy qo'llash vaqti keldi.
Ilova
Bu qiymat zarur boʻlgan holatlarni sanab oʻtsangiz, hatto bir asr ham yetarli emas. Bilvosita, undan foydalanib, har qanday yechimni o'rganish uchun juda muhim bo'lgan boshqa miqdorlarni hisoblashingiz mumkin. Busiz biz moddaning aniq kontsentratsiyasini, uning faolligini bila olmaymiz, dori odamni davolaydimi yoki o'ldiradimi, baholay olmaymiz (oxir-oqibat, hatto suv ko'p miqdorda hayot uchun xavflidir)..
Kimyo sanoati va ilmiy maqsadlardan tashqari, eruvchanlikning mohiyatini tushunish ham kundalik hayotda zarur. Darhaqiqat, ba'zida, masalan, moddaning o'ta to'yingan eritmasini tayyorlash kerak bo'ladi. Masalan, bu bolaning uy vazifasi uchun tuz kristallarini olish uchun kerak. Tuzning suvda eruvchanligini bilgan holda, biz uni idishga qancha miqdorda quyish kerakligini osongina aniqlashimiz mumkin, shunda u cho'kishni boshlaydi va ortiqcha kristallar hosil qiladi.
Kimyoga qisqacha ekskursiyamizni yakunlashdan oldin, eruvchanlikka oid bir nechta tushunchalar haqida gapiraylik.
Yana nima qiziq?
Bizning fikrimizcha, agar siz ushbu boʻlimga yetib kelgan boʻlsangiz, eruvchanlik shunchaki gʻalati kimyoviy miqdor emasligini allaqachon tushungan boʻlsangiz kerak. Bu boshqa miqdorlar uchun asosdir. Va ular orasida: konsentratsiya, faollik, dissotsiatsiya doimiysi, pH. Va bu to'liq ro'yxat emas. Siz kamida bittasini eshitgan bo'lsangiz kerakbu so'zlardan. O'rganish eruvchanlikdan boshlangan eritmalarning tabiati haqidagi bu bilimsiz biz zamonaviy kimyo va fizikani endi tasavvur qila olmaymiz. Bu erda fizika nima? Ba'zida fiziklar eritmalar bilan ham shug'ullanadilar, ularning o'tkazuvchanligini o'lchaydilar va boshqa xususiyatlaridan o'z ehtiyojlari uchun foydalanadilar.
Xulosa
Ushbu maqolada biz eruvchanlik kabi kimyoviy tushuncha bilan tanishdik. Bu, ehtimol, juda foydali ma'lumotdir, chunki ko'pchiligimiz uni batafsil o'rganishni xohlamasdan, echimlar nazariyasining chuqur mohiyatini tushunmaymiz. Har holda, yangi narsalarni o'rganish orqali miyangizni mashq qilish juda foydali. Axir inson butun umri davomida “o‘qishi, o‘qishi va yana o‘qishi” kerak.
