Otat erittäin kuuman suihkun pitkään, kylpyhuoneen peili peittyy höyryllä. Jätät vesikattilan ikkunaan ja huomaat sitten, että vesi on kiehunut pois ja kattila on palanut. Saatat ajatella, että vesi haluaa muuttua kaasusta nesteeksi, sitten nesteestä kaasuksi. Mutta milloin se tapahtuu?

Ilmastoidussa tilassa vesi haihtuu vähitellen missä tahansa lämpötilassa. Mutta se kiehuu vain tietyissä olosuhteissa. Kiehumispiste riippuu nesteen yläpuolella olevasta paineesta. Normaalissa ilmanpaineessa kiehumispiste on 100 astetta. Korkeuden kasvaessa paine laskee samalla tavalla kuin kiehumispiste. Mont Blancin huipulla on 85 astetta, eikä maukasta teetä voi valmistaa! Mutta painekattilassa, kun pilli puhaltaa, veden lämpötila on jo 130 astetta ja paine on 4 kertaa korkeampi kuin ilmanpaine. Tässä lämpötilassa ruoka kypsyy nopeammin ja maut eivät karkaa kaverin mukana, koska venttiili on kiinni.

Muutos aineen aggregaatiotilassa lämpötilan muutoksilla.

Mikä tahansa neste voi muuttua kaasumaiseksi, jos sitä kuumennetaan tarpeeksi, ja mikä tahansa kaasu nestemäiseksi, jos se jäähdytetään. Siksi kaasuliesissä ja maalla käytettävä butaani varastoidaan suljetuissa sylintereissä. Se on nestemäistä ja paineen alaista, kuten painekattilassa. Ja ulkoilmassa hieman alle 0 asteen lämpötilassa metaani kiehuu ja haihtuu hyvin nopeasti. Nesteytetty metaani varastoidaan jättiläissäiliöihin - tankkeihin. Normaalissa ilmanpaineessa metaani kiehuu 160 asteen lämpötilassa. Jotta kaasu ei pääse karkaamaan kuljetuksen aikana, säiliöitä kosketetaan varovasti kuin termoseja.

Muutos aineen aggregaatiotilassa paineen muutoksella.

Aineen nestemäisen ja kaasumaisen olomuodon välillä on riippuvuus lämpötilasta ja paineesta. Koska nestemäisessä tilassa oleva aine on kylläisempi kuin kaasumaisessa tilassa, voidaan ajatella, että jos painetta nostetaan, kaasu muuttuu välittömästi nesteeksi. Mutta se ei ole. Jos kuitenkin alat puristaa ilmaa polkupyörän pumpulla, huomaat sen lämpenevän. Se kerää energiaa, jonka siirrät siihen painamalla mäntää. Kaasu voidaan muuttaa nesteeksi puristamalla vain, jos sitä samanaikaisesti jäähdytetään. Toisaalta nesteet tarvitsevat lämpöä muuttuakseen kaasuiksi. Siksi haihtuva alkoholi tai eetteri ottaa lämpöä pois kehostamme, luo kylmän tunteen iholle. Meriveden haihtuminen tuulen vaikutuksesta jäähdyttää veden pintaa ja hikoilu jäähdyttää kehoa.

Seokset voivat erota toisistaan ​​paitsi sävellys, mutta myös ulkomuoto. Sen mukaan, miltä tämä seos näyttää ja mitä ominaisuuksia sillä on, se voidaan katsoa jommankumman syyksi homogeeninen (homogeeninen), tai kohteeseen heterogeeninen (heterogeeninen) seokset.

Homogeeninen (homogeeninen) kutsutaan sellaisiksi seoksiksi, joissa jopa mikroskoopin avulla on mahdotonta havaita muiden aineiden hiukkasia.

Koostumus ja fysikaaliset ominaisuudet tällaisen seoksen kaikissa osissa ovat samat, koska sen yksittäisten komponenttien välillä ei ole rajapintoja.

Vastaanottaja homogeeniset seokset liittyä:

• kaasuseokset;
• ratkaisut;
• metalliseokset.

Kaasuseokset

Esimerkki tällaisesta homogeenisesta seoksesta on ilmaa.

Puhdas ilma sisältää erilaisia kaasumaisia ​​aineita:

• typpi (sen tilavuusosuus puhtaassa ilmassa on \(78\)%);
• happi (\(21\)%);
• jalokaasut - argon ja muut (\ (0,96 \)%);
• hiilidioksidi (\(0,04\)%).

Kaasumainen seos on maakaasu ja siihen liittyvää öljykaasua. Näiden seosten pääkomponentit ovat kaasumaiset hiilivedyt: metaani, etaani, propaani ja butaani.

Myös kaasumainen seos on sellainen uusiutuva luonnonvara kuin biokaasu muodostuu bakteerien orgaanisten jäämien käsittelyn aikana kaatopaikoilla, käsittelylaitosten säiliöissä ja erikoislaitteistoissa. Biokaasun pääkomponentti on metaani, joka sisältää seoksena hiilidioksidia, rikkivetyä ja monia muita kaasumaisia ​​aineita.

Kaasuseokset: ilma ja biokaasu. Ilmaa voidaan myydä uteliaille matkailijoille ja erikoissäiliöissä olevasta vihreästä massasta saatua biokaasua voidaan käyttää polttoaineena

Ratkaisut

Tätä kutsutaan yleensä nestemäisiksi aineiden seoksiksi, vaikka tällä termillä tieteessä on laajempi merkitys: on tapana kutsua ratkaisua minkä tahansa(mukaan lukien kaasumaiset ja kiinteät) homogeeninen seos aineet. Siis nestemäisistä liuoksista.

Luonnosta löydetty tärkeä ratkaisu on öljy. Sen käsittelyn aikana saadut nestemäiset tuotteet: bensiini, kerosiini, dieselpolttoaine, polttoöljy, voiteluöljyt- ovat myös sekoitus erilaisia hiilivedyt.

Kiinnittää huomiota!

Liuoksen valmistamiseksi sinun on sekoitettava kaasumainen, nestemäinen tai kiinteä aine liuottimen (vesi, alkoholi, asetoni jne.) kanssa.

Esimerkiksi, ammoniakkia saatu liuottamalla syöttökaasua ammoniakkia. Puolestaan ​​valmistautumaan joditinktuurat kiteinen jodi liuotetaan etyylialkoholiin (etanoliin).

Nestemäiset homogeeniset seokset (liuokset): öljy ja ammoniakki

Lejeerinki (kiinteä liuos) voidaan saada perustuen mikä tahansa metalli, ja se voi sisältää monia erilaisia ​​aineita.

Tärkeimmät tällä hetkellä ovat rautaseokset- valurautaa ja terästä.

Valurautat ovat rautaseoksia, jotka sisältävät yli \(2\) % hiiltä, ​​ja teräkset ovat rautaseoksia, joiden hiilipitoisuus on pienempi.

Se, mitä yleisesti kutsutaan "raudaksi", on itse asiassa vähähiilinen teräs. Paitsi hiili rautaseokset voivat sisältää pii, fosfori, rikki.

Harjoitus 1. Lisää nämä adjektiivit pisteiden sijaan nestemäinen, kiinteä, kaasumainen .

Harjoitus 2. Vastaa kysymyksiin.

          1. Mitä aineita luonnossa on?
         2. Missä tilassa suola on?
         3. Missä tilassa bromi on?
         4. Missä tilassa typpi on?
         5. Mikä on vedyn ja hapen tila?

Harjoitus 3. Lisää tarvittavat sanat pisteiden sijaan.

          1. Luonnossa on ... aineita.
         2. Bromi on …-tilassa.
         3. Suola on... aine.
         4. Typpi on …-tilassa.
         5. Vety ja happi ovat ... aineita.
         6. Ne ovat … kunnossa.

Harjoitus 4. Kuuntele teksti. Lue se ääneen.

         Kemialliset aineet liukenevat tai eivät liukene veteen. Esimerkiksi rikki (S) ei liukene veteen. Jodi (I 2) on myös veteen liukenematon. Happi (O 2) ja typpi (N 2) liukenevat huonosti veteen. Nämä ovat aineita, jotka liukenevat huonosti veteen. Jotkut kemikaalit liukenevat hyvin veteen, kuten sokeri.

Harjoitus 5. Vastaa kysymyksiin harjoituksen tekstissä 4. Kirjoita vastauksesi muistivihkoon.

          1. Mitkä aineet eivät liukene veteen?
         2. Mitkä aineet liukenevat hyvin veteen?
         3. Mitkä aineet liukenevat huonosti veteen?

Harjoitus 6. Täydennä lauseet.

          1. Kemikaalit liukenevat tai ... .
         2. Jotkut kemikaalit ovat hyviä....
         3. Glukoosi ja sakkaroosi...
         4. Happi ja typpi ovat huonoja...
         5. Rikki ja jodi....

Harjoitus 7. Kirjoita lauseita. Käytä suluissa olevia sanoja oikeassa muodossa.

          1. Suola liukenee (tavalliseen veteen).
         2. Jotkut rasvat liukenevat (bensiiniin).
         3. Hopea liukenee (typpihappoon).
         4. Monet metallit liukenevat (rikkihappo - H 2 SO 4).
         5. Lasi ei liukene edes (kloorivetyhappo - HCl).
         6. Happi ja typpi liukenevat huonosti (veteen).
         7. Jodi liukenee hyvin (alkoholiin tai bentseeniin).

Harjoitus 8. Kuuntele teksti. Lue se ääneen.

         Kaikilla aineilla on fysikaalisia ominaisuuksia. Fysikaalisia ominaisuuksia ovat väri, maku ja haju. Esimerkiksi sokeri on väriltään valkoista ja sillä on makea maku. Kloori (Cl 2) on väriltään kelta-vihreä ja sillä on terävä epämiellyttävä haju. Rikki (S) on keltaista ja bromi (Br 2) tummanpunaista. Grafiitti (C) on tummanharmaata ja kupari (Cu) vaaleanpunaista. NaCl-suola on väriltään valkoista ja sillä on suolainen maku. Jotkut suolat maistuvat karvaalta. Bromilla on pistävä haju.

Harjoitus 9. Vastaa kysymyksiin harjoituksen 8 tekstiin. Kirjoita vastaukset muistivihkoon.

          1. Mitä fysikaalisia ominaisuuksia tiedät?
         2. Mitkä ovat sokerin fysikaaliset ominaisuudet?
         3. Mitkä ovat kloorin fysikaaliset ominaisuudet?
         4. Minkä värisiä ovat grafiitti, rikki, bromi ja kupari?
         5. Mitkä ovat natriumkloridin (NaCl) fysikaaliset ominaisuudet?
         6. Miltä jotkut suolat maistuvat?
         7. Millainen haju bromilla on?

Harjoitus 10. Tee lauseita mallin mukaan.

          Näyte: Typpi on makua.   Typpellä ei ole makua.   Typpi ei maistu.   Typpi on aine, jolla ei ole makua.

         1. Natriumkloridi - tuoksu. - ...
         2. Liitu - maku ja haju. - ...
         3. Alkoholi on väri. - ...
         4. Vesi - maku, väri ja tuoksu. - ...
         5. Sokeri on haju. - ...
         6. Grafiitti - maku ja haju. - ... .

Harjoitus 11. Sano, että aineilla on samat ominaisuudet kuin vedellä.

          Näyte: Vesi on monimutkainen aine, etyylialkoholi on myös monimutkainen aine.

         1. Vesi on nestettä, samoin typpihappo...
         2. Vesi on läpinäkyvä aine, rikkihappo on myös ...
         3. Vedellä ei ole väriä, timantilla myös...
         4. Vedellä ei ole hajua, happi myös ... .

Harjoitus 12. Sano, että vedellä on muita ominaisuuksia kuin etyylialkoholilla.

          1. Etyylialkoholi on kevyt neste, ja vesi ...
         2. Etyylialkoholilla on ominainen haju, ja vesi ...
         3. Etyylialkoholilla on alhainen kiehumispiste, ja vedellä ....

Harjoitus 13. Selvennä seuraavat viestit, käytä sanoja ominaisuus, erityinen, terävä, violetti, punaruskea, väritön, pitkä, keltainen .

          Näyte: Bromi on tumma neste. Bromi on tummanpunainen neste.

         1. Etyylialkoholilla on hajua. 2. Jodilla on haju. 3. Jodihöyryt ovat värillisiä. 4. Tumma jodiliuos. 5. Rikkihappo on nestettä. 6. Rikkihapolla on kiehumispiste. 7. Rikillä on väriä.

Harjoitus 14. Kerro meille aineiden fysikaalisista ominaisuuksista, käytä annettuja sanoja ja ilmauksia.

          1. Fluori (F 2) - kaasu - vaaleanvihreä väri - pistävä haju - myrkyllinen.
         2. Kloori (Cl 2) - kaasu - kelta-vihreä väri - pistävä haju - myrkyllinen.

yksivaiheiset järjestelmät, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta komponentista. Aggregaatiotilansa mukaan liuokset voivat olla kiinteitä, nestemäisiä tai kaasumaisia. Siten ilma on kaasumainen liuos, homogeeninen kaasuseos; vodka- nestemäinen liuos, useiden aineiden seos, jotka muodostavat yhden nestefaasin; merivettä- nestemäinen liuos, kiinteiden (suola) ja nestemäisten (vesi) aineiden seos, joka muodostaa yhden nestefaasin; messinki- kiinteä liuos, kahden kiinteän aineen (kuparin ja sinkin) seos, jotka muodostavat yhden kiinteän faasin. Bensiinin ja veden seos ei ole ratkaisu, koska nämä nesteet eivät liukene toisiinsa vaan jäävät kahden nestefaasin muodossa, joissa on rajapinta. Liuosten komponentit säilyttävät ainutlaatuiset ominaisuutensa eivätkä joudu kemiallisiin reaktioihin keskenään muodostaen uusia yhdisteitä. Joten kun sekoitetaan kaksi tilavuutta vetyä yhteen tilavuuteen happea, saadaan kaasumainen liuos. Jos tämä kaasuseos sytytetään, muodostuu uusi aine- vettä, joka ei sinänsä ole ratkaisu. Liuoksessa suurempia määriä olevaa komponenttia kutsutaan liuottimeksi, jäljelle jääneitä komponentteja- liuenneet aineet.

Joskus on kuitenkin vaikea vetää rajaa aineiden fysikaalisen sekoittumisen ja niiden kemiallisen vuorovaikutuksen välille. Esimerkiksi kun sekoitetaan kaasumaista kloorivetyä veteen

H2O H-ioneja muodostuu 3 O + ja Cl - . Ne houkuttelevat viereisiä vesimolekyylejä itseensä muodostaen hydraatteja. Siten alkuperäiset komponentit - HCl ja H 2 O - tapahtuu merkittäviä muutoksia sekoittamisen jälkeen. Siitä huolimatta ionisaatiota ja hydraatiota (yleensä solvataatiota) pidetään fysikaalisina prosesseina, jotka tapahtuvat liuosten muodostuksen aikana.

Yksi tärkeimmistä homogeenista faasia edustavista seostyypeistä ovat kolloidiset liuokset: geelit, soolit, emulsiot ja aerosolit. Partikkelikoko kolloidisissa liuoksissa on 1-1000 nm, todellisissa liuoksissa

~ 0,1 nm (molekyylikoon luokkaa).Peruskonseptit. Kahta ainetta, jotka liukenevat toisiinsa missä tahansa suhteessa todellisten liuosten muodostuessa, kutsutaan täysin keskenään liukoisiksi. Tällaisia ​​aineita ovat kaikki kaasut, monet nesteet (esimerkiksi etyylialkoholi- vesi, glyseriini - vesi, bentseeni - bensiini), jotkut kiinteät aineet (esimerkiksi hopea - kulta). Kiinteiden liuosten saamiseksi on ensin sulatettava lähtöaineet, sitten ne sekoitettava ja annetaan kiinteytyä. Niiden täydellinen keskinäinen liukoisuus muodostaa yhden kiinteän faasin; jos liukoisuus on osittainen, tuloksena olevaan kiinteään aineeseen jää jonkin alkukomponentin pieniä kiteitä.

Jos kaksi komponenttia muodostavat yhden faasin sekoitettuna vain tietyissä suhteissa ja muissa tapauksissa esiintyy kaksi faasia, niitä kutsutaan osittain keskenään liukoisiksi. Tällaisia ​​ovat esimerkiksi vesi ja bentseeni: niistä saadaan todellisia liuoksia vain lisäämällä pieni määrä vettä suureen määrään bentseeniä tai pieni määrä bentseeniä suureen määrään vettä. Jos sekoitat yhtä suuret määrät vettä ja bentseeniä, muodostuu kaksifaasinen nestejärjestelmä. Sen alempi kerros on vettä, jossa on pieni määrä bentseeniä, ja ylempi

- bentseeniä pienellä määrällä vettä. On myös aineita, jotka eivät liukene lainkaan toisiinsa, esimerkiksi vesi ja elohopea. Jos kaksi ainetta liukenevat vain osittain toisiinsa, niin tietyssä lämpötilassa ja paineessa on raja, jolla yhden aineen määrä voi muodostaa todellisen liuoksen toisen kanssa tasapainoolosuhteissa. Liuosta, jossa on liuenneen aineen pitoisuus rajoittava, kutsutaan kylläiseksi. Voit myös valmistaa ns. ylikyllästettyä liuosta, jossa liuenneen aineen pitoisuus on jopa suurempi kuin kyllästetyssä. Ylikyllästyt liuokset ovat kuitenkin epästabiileja, ja pienimmälläkin olosuhteiden muutoksilla, kuten sekoituksella, pölyhiukkasilla tai liuenneiden kiteiden lisäämisellä, ylimäärä liuennutta ainetta saostuu.

Mikä tahansa neste alkaa kiehua lämpötilassa, jossa sen kylläisen höyryn paine saavuttaa ulkoisen paineen arvon. Esimerkiksi vesi, jonka paine on 101,3 kPa, kiehuu 100 asteessa

° C, koska tässä lämpötilassa vesihöyryn paine on tasan 101,3 kPa. Jos kuitenkin jokin haihtumaton aine liuotetaan veteen, sen höyrynpaine laskee. Saadaksesi saadun liuoksen höyrynpaineen arvoon 101,3 kPa, sinun on lämmitettävä liuos yli 100° C. Tästä seuraa, että liuoksen kiehumispiste on aina korkeampi kuin puhtaan liuottimen kiehumispiste. Liuosten jäätymispisteen lasku selitetään samalla tavalla.Raoultin laki. Vuonna 1887 ranskalainen fyysikko F. Raul, tutkiessaan erilaisten haihtumattomien nesteiden ja kiinteiden aineiden liuoksia, loi lain, joka koskee höyrynpaineen laskua laimennettujen ei-elektrolyyttien liuoksiin, joiden pitoisuus on: kylläisen höyryn paineen suhteellinen lasku liuottimen määrä liuokseen verrattuna on yhtä suuri kuin liuenneen aineen mooliosuus. Raoultin laista seuraa, että laimean liuoksen kiehumispisteen nousu tai jäätymispisteen lasku puhtaaseen liuottimeen verrattuna on verrannollinen liuenneen aineen moolipitoisuuteen (tai mooliosuuteen) ja sitä voidaan käyttää sen molekyylitason määrittämiseen. paino.

Ratkaisua, jonka käyttäytyminen noudattaa Raoultin lakia, kutsutaan ideaaliksi. Lähimmät ideaaliset ratkaisut ovat polaarittomat kaasut ja nesteet (joiden molekyylit eivät muuta suuntausta sähkökentässä). Tällöin liukenemislämpö on nolla ja liuosten ominaisuudet voidaan suoraan ennustaa, kun tiedetään alkukomponenttien ominaisuudet ja niiden sekoitussuhteet. Todellisissa ratkaisuissa tällaista ennustetta ei voida tehdä. Todellisten liuosten muodostumisen aikana lämpöä yleensä vapautuu tai imeytyy. Prosesseja, joissa lämpöä vapautuu, kutsutaan eksotermisiksi, ja niitä, joissa on absorptiota, kutsutaan endotermisiksi.

Niitä liuoksen ominaisuuksia, jotka riippuvat pääasiassa sen pitoisuudesta (liuenneen aineen molekyylien määrä liuottimen tilavuus- tai massayksikköä kohti), eivätkä liuenneen aineen luonteesta, kutsutaan ns.

kolligatiivinen . Esimerkiksi puhtaan veden kiehumispiste normaalissa ilmanpaineessa on 100° C, ja liuoksen, joka sisältää 1 moolia liuennutta (ei-dissosioituvaa) ainetta 1000 g:ssa vettä, kiehumispiste on jo 100,52° C riippumatta tämän aineen luonteesta. Jos aine dissosioituu muodostaen ioneja, kiehumispiste nousee suhteessa liuenneen aineen hiukkasten kokonaismäärän kasvuun, joka dissosiaatiosta johtuen ylittää liuokseen lisätyn aineen molekyylien määrän. Muita tärkeitä kolligatiivisia suureita ovat liuoksen jäätymispiste, osmoottinen paine ja liuottimen osahöyrynpaine.Liuoksen pitoisuus on arvo, joka kuvastaa liuenneen aineen ja liuottimen välisiä suhteita. Sellaiset kvalitatiiviset käsitteet kuten "laimennettu" ja "väkevöity" sanovat vain, että liuos sisältää vähän tai paljon liuennutta ainetta. Liuoskonsentraation kvantifiointiin käytetään usein prosentteja (massa tai tilavuus) ja tieteellisessä kirjallisuudessa - moolimäärää tai kemiallisia ekvivalentteja (cm . VASTAAVA PAINO)liuennutta ainetta liuottimen tai liuoksen massa- tai tilavuusyksikköä kohti. Pitoisuusyksiköt tulee aina määrittää tarkasti sekaannusten välttämiseksi. Harkitse seuraavaa esimerkkiä. Liuos, joka koostuu 90 g:sta vettä (sen tilavuus on 90 ml, koska veden tiheys on 1 g / ml) ja 10 g:sta etanolia (sen tilavuus on 12,6 ml, koska alkoholin tiheys on 0,794 g / ml). massa 100 g, mutta tämän liuoksen tilavuus on 101,6 ml (ja vastaisi 102,6 ml:a, jos vettä ja alkoholia sekoitettaessa niiden tilavuudet yksinkertaisesti lasketaan yhteen). Liuoksen prosentuaalinen pitoisuus voidaan laskea eri tavoilla: tai

tai

Tieteellisessä kirjallisuudessa käytetyt pitoisuusyksiköt perustuvat sellaisiin käsitteisiin kuin mooli ja ekvivalentti, koska kaikkien kemiallisten laskelmien ja kemiallisten reaktioiden yhtälöiden tulee perustua siihen, että aineet reagoivat keskenään tietyissä suhteissa. Esimerkiksi 1 ekv. NaCl, joka vastaa 58,5 g, on vuorovaikutuksessa 1 ekv. AgNO 3 yhtä suuri kuin 170 g. On selvää, että liuokset, jotka sisältävät 1 ekv. näillä aineilla on täysin erilaiset prosenttipitoisuudet.Molaarisuus (M tai mol / l) - liuenneen aineen moolien lukumäärä 1 litrassa liuosta.molaalisuus (m) on liuenneen aineen moolimäärä 1000 g:ssa liuotinta.Normaalisuus (n.) - liuenneen aineen kemiallisten ekvivalenttien lukumäärä 1 litrassa liuosta.Mooliosuus (dimensioton arvo) - tietyn komponentin moolien lukumäärä, viitaten liuenneen aineen ja liuottimen moolien kokonaismäärään. (mooliprosenttia on mooliosuus kerrottuna 100:lla.)

Yleisin yksikkö on molaarisuus, mutta joitain epäselvyyksiä on otettava huomioon sitä laskettaessa. Esimerkiksi tietyn aineen 1 M liuoksen saamiseksi sen tarkka paino on yhtä suuri kuin mol. massa grammoina ja lisää liuoksen tilavuus 1 litraan. Tämän liuoksen valmistamiseen tarvittava vesimäärä voi vaihdella hieman lämpötilan ja paineen mukaan. Siksi kahdella eri olosuhteissa valmistetulla yksimolaarisella liuoksella ei itse asiassa ole täsmälleen samaa pitoisuutta. Molaalisuus lasketaan tietystä liuottimen massasta (1000 g), joka on riippumaton lämpötilasta ja paineesta. Laboratoriokäytännössä on paljon kätevämpää mitata tiettyjä nesteiden tilavuuksia (tätä varten on byrettejä, pipettejä, mittapulloja) kuin punnita niitä, joten tieteellisessä kirjallisuudessa pitoisuudet ilmaistaan ​​usein mooliina ja molaalisuus on yleensä käytetään vain erittäin tarkkoihin mittauksiin.

Normaalia käytetään yksinkertaistamaan laskelmia. Kuten olemme jo sanoneet, aineet ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa vastaavia määriä vastaavissa määrin. Valmistettuamme eri aineiden liuokset, joilla on sama normaalisuus ja otettu niiden samat tilavuudet, voimme olla varmoja, että ne sisältävät saman määrän ekvivalentteja.

Kun liuottimen ja liuenneen aineen erottaminen on vaikeaa (tai ei välttämätöntä), pitoisuus mitataan mooliosuuksina. Moolifraktiot, kuten molaliteetti, eivät riipu lämpötilasta ja paineesta.

Kun tiedetään liuenneen aineen ja liuoksen tiheydet, yksi pitoisuus voidaan muuntaa toiseksi: molaarisuus molaaliseksi, mooliosuus ja päinvastoin. Tietyn liuenneen aineen ja liuottimen laimeille liuoksille nämä kolme määrää ovat verrannollisia toisiinsa.

Liukoisuus Tietyn aineen kyky muodostaa liuoksia muiden aineiden kanssa. Kvantitatiivisesti kaasun, nesteen tai kiinteän aineen liukoisuus mitataan niiden tyydyttyneen liuoksen pitoisuudella tietyssä lämpötilassa. Tämä on tärkeä aineen ominaisuus, joka auttaa ymmärtämään sen luonnetta sekä vaikuttamaan reaktioiden kulkuun, joihin tämä aine osallistuu.Kaasut. Kemiallisen vuorovaikutuksen puuttuessa kaasut sekoittuvat keskenään missä tahansa suhteessa, ja tässä tapauksessa ei ole järkevää puhua kyllästymisestä. Kuitenkin, kun kaasu liukenee nesteeseen, on olemassa tietty rajapitoisuus, joka riippuu paineesta ja lämpötilasta. Kaasujen liukoisuus joihinkin nesteisiin korreloi niiden kyvyn kanssa nesteytyä. Helposti nesteytetyt kaasut, kuten NH 3, HCl, SO 2 , ovat liukoisempia kuin vaikeasti nesteytettävät kaasut, kuten O 2, H2 ja hän. Kemiallisen vuorovaikutuksen läsnä ollessa liuottimen ja kaasun välillä (esimerkiksi veden ja NH:n välillä 3 tai HCl) liukoisuus kasvaa. Tietyn kaasun liukoisuus vaihtelee liuottimen luonteen mukaan, mutta kaasujen järjestys liukoisuuden kasvun mukaan pysyy suunnilleen samana eri liuottimilla.

Liukenemisprosessi noudattaa Le Chatelier'n (1884) periaatetta: jos tasapainossa olevaan järjestelmään vaikuttaa jokin, niin siinä tapahtuvien prosessien seurauksena tasapaino siirtyy siihen suuntaan, että vaikutus pienenee. Kaasujen liukenemiseen nesteisiin liittyy yleensä lämmön vapautumista. Tässä tapauksessa Le Chatelierin periaatteen mukaisesti kaasujen liukoisuus laskee. Tämä väheneminen on sitä enemmän havaittavissa, mitä korkeampi on kaasujen liukoisuus: tällaisilla kaasuilla on ja b

korkeampi liuoksen lämpö. Keitetyn tai tislatun veden "pehmeä" maku johtuu siitä, että siinä ei ole ilmaa, koska sen liukoisuus korkeissa lämpötiloissa on hyvin pieni.

Paineen kasvaessa kaasujen liukoisuus kasvaa. Henryn lain (1803) mukaan kaasun massa, joka voi liueta tiettyyn tilavuuteen nestettä vakiolämpötilassa, on verrannollinen sen paineeseen. Tätä ominaisuutta käytetään hiilihapollisten juomien valmistukseen. Hiilidioksidi liukenee nesteeseen 3-4 atm:n paineessa; näissä olosuhteissa 3-4 kertaa enemmän kaasua (massan mukaan) voi liueta tiettyyn tilavuuteen kuin 1 atm. Kun tällaista nestettä sisältävä säiliö avataan, paine siinä laskee ja osa liuenneesta kaasusta vapautuu kuplien muodossa. Samanlainen vaikutus havaitaan avattaessa samppanjapulloa tai kun maanalainen vesi, joka on kyllästetty syvällä hiilidioksidilla, tulee pintaan.

Kun kaasuseos liuotetaan yhteen nesteeseen, jokaisen niiden liukoisuus pysyy samana kuin muiden komponenttien puuttuessa samassa paineessa kuin seoksen tapauksessa (Daltonin laki).

Nesteet. Kahden nesteen keskinäinen liukoisuus määräytyy sen mukaan, kuinka samanlainen niiden molekyylien rakenne on ("kuten liukenee kuten"). Ei-polaarisille nesteille, kuten hiilivedyille, on ominaista heikko molekyylien välinen vuorovaikutus, joten yhden nesteen molekyylit tunkeutuvat helposti toisen molekyylien väliin, ts. nesteet sekoitetaan hyvin. Sitä vastoin polaariset ja ei-polaariset nesteet, kuten vesi ja hiilivedyt, eivät sekoitu hyvin keskenään. Jokaisen vesimolekyylin on ensin poistuttava muiden samankaltaisten molekyylien ympäristöstä, jotka vetävät sitä voimakkaasti puoleensa, ja tunkeuduttava hiilivetymolekyylien väliin, jotka vetävät sitä heikosti puoleensa. Sitä vastoin hiilivetymolekyylien on liukeneessaan veteen puristauduttava vesimolekyylien väliin, voittamalla niiden vahva keskinäinen vetovoima, ja tämä vaatii energiaa. Lämpötilan noustessa molekyylien kineettinen energia kasvaa, molekyylien välinen vuorovaikutus heikkenee ja veden ja hiilivetyjen liukoisuus kasvaa. Merkittävällä lämpötilan nousulla voidaan saavuttaa niiden täydellinen keskinäinen liukoisuus. Tätä lämpötilaa kutsutaan ylemmaksi kriittiseksi liuoslämpötilaksi (UCST).

Joissakin tapauksissa kahden osittain sekoittuvan nesteen keskinäinen liukoisuus kasvaa lämpötilan laskeessa. Tämä vaikutus havaitaan, kun lämpöä vapautuu sekoituksen aikana, yleensä kemiallisen reaktion seurauksena. Lämpötilan merkittävällä laskulla, mutta ei jäätymispisteen alapuolella, on mahdollista saavuttaa alempi kriittinen liukenemislämpötila (LCST). Voidaan olettaa, että kaikissa järjestelmissä, joissa on LCTS, on myös UCTS (päinvastoin ei ole välttämätöntä). Useimmissa tapauksissa yksi sekoittuvista nesteistä kiehuu kuitenkin VCTR:n alapuolella. Nikotiini-vesijärjestelmän LCTR on 61

° C, ja VCTR on 208° C. Välillä 61-208° C nämä nesteet ovat rajoitetusti liukenevia, ja tämän aikavälin ulkopuolella niillä on täydellinen keskinäinen liukoisuus.Kiinteät aineet. Kaikilla kiinteillä aineilla on rajoitettu liukoisuus nesteisiin. Niiden kyllästetyillä liuoksilla on tietty koostumus tietyssä lämpötilassa, joka riippuu liuenneen aineen ja liuottimen luonteesta. Joten natriumkloridin liukoisuus veteen on useita miljoonia kertoja suurempi kuin naftaleenin liukoisuus veteen, ja kun ne liuotetaan bentseeniin, havaitaan päinvastainen kuva. Tämä esimerkki havainnollistaa yleissääntöä, jonka mukaan kiinteä aine liukenee helposti nesteeseen, jolla on samanlaiset kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet kuin sillä, mutta ei liukene nesteeseen, jolla on vastakkaiset ominaisuudet.

Suolat liukenevat yleensä helposti veteen ja huonommin muihin polaarisiin liuottimiin, kuten alkoholiin ja nestemäiseen ammoniakkiin. Kuitenkin myös suolojen liukoisuus vaihtelee huomattavasti: esimerkiksi ammoniumnitraatilla on miljoonia kertoja parempi vesiliukoisuus kuin hopeakloridilla.

Kiinteiden aineiden liukenemiseen nesteisiin liittyy yleensä lämmön absorptio, ja Le Chatelierin periaatteen mukaan niiden liukoisuuden pitäisi kasvaa kuumentamalla. Tätä vaikutusta voidaan käyttää aineiden puhdistamiseen uudelleenkiteyttämällä. Tätä varten niitä liuotetaan korkeassa lämpötilassa, kunnes saadaan kylläinen liuos, sitten liuos jäähdytetään ja liuenneen aineen saostumisen jälkeen suodatetaan. On aineita (esim. kalsiumhydroksidi, sulfaatti ja asetaatti), joiden liukoisuus veteen laskee lämpötilan noustessa.

Kiinteät aineet, kuten nesteet, voivat myös liueta täysin toisiinsa muodostaen homogeenisen seoksen - todellisen kiinteän liuoksen, joka on samanlainen kuin nestemäinen liuos. Toisiinsa osittain liukenevat aineet muodostavat kaksi tasapainokonjugoitua kiinteää liuosta, joiden koostumukset muuttuvat lämpötilan mukaan.

Jakautumiskerroin. Jos aineen liuos lisätään kahden sekoittumattoman tai osittain sekoittumattoman nesteen tasapainojärjestelmään, se jakautuu nesteiden kesken tietyssä suhteessa aineen kokonaismäärästä riippumatta, ellei järjestelmässä ole kemiallisia vuorovaikutuksia. . Tätä sääntöä kutsutaan jakautumislaiksi ja liuenneen aineen pitoisuuksien suhdetta nesteisiin kutsutaan jakautumiskertoimeksi. Jakautumiskerroin on suunnilleen yhtä suuri kuin tietyn aineen liukoisuuden suhde kahteen nesteeseen, ts. aine jakautuu nesteiden kesken sen liukoisuuden mukaan. Tätä ominaisuutta käytetään tietyn aineen uuttamiseen sen liuoksesta yhdessä liuottimessa käyttämällä toista liuotinta. Toinen esimerkki sen käytöstä on hopean uuttaminen malmeista, johon se usein sisällytetään yhdessä lyijyn kanssa. Tätä varten sulaan malmiin lisätään sinkkiä, joka ei sekoitu lyijyn kanssa. Hopea jakautuu sulan lyijyn ja sinkin välillä, pääasiassa viimeksi mainitun ylemmässä kerroksessa. Tämä kerros kerätään ja hopea erotetaan sinkkitislaamalla.Liukoisuustuote (JNE ). Kiintoaineen ylimäärän (saostumisen) välillä M x B y ja sen kyllästetty liuos saa aikaan yhtälön kuvaaman dynaamisen tasapainonTämän reaktion tasapainovakio onja sitä kutsutaan liukoisuustuotteeksi. Se on vakio tietyssä lämpötilassa ja paineessa ja on arvo, josta sakan liukoisuus lasketaan ja sitä muutetaan. Jos liuokseen lisätään yhdistettä, joka dissosioituu samannimisiksi ioneiksi kuin niukkaliukoisen suolan ionit, niin suolan liukoisuus laskee PR:n lausekkeen mukaisesti. Kun lisätään yhdistettä, joka reagoi jonkin ionin kanssa, se päinvastoin kasvaa.Joistakin ioniyhdisteiden liuosten ominaisuuksista Katso myös ELEKTROLYYTIT. KIRJALLISUUS Shakhparonov M.I. Johdatus liuosten molekyyliteoriaan . M., 1956
Remy I. Epäorgaanisen kemian kurssi , tt. 1-2. M., 1963, 1966

Muistan kuinka meille selitettiin aineen aggregoidun olomuodon määritelmä jo peruskoulussa. Opettaja antoi hyvän esimerkin tinasotilasta ja sitten kaikki selvisi kaikille. Alla yritän virkistää muistojani.

Määritä aineen tila

No, kaikki on täällä yksinkertaista: jos aine otetaan käteen, se tuntuu ja kun painat sitä, se säilyttää tilavuutensa ja muotonsa - tämä on kiinteä tila. Nestemäisessä tilassa aine ei säilytä muotoaan, mutta säilyttää tilavuutensa. Esimerkiksi lasissa on vettä, tällä hetkellä se on lasin muotoinen. Ja jos se kaadetaan kuppiin, se on kupin muotoinen, mutta itse veden määrä ei muutu. Tämä tarkoittaa, että nestemäisessä tilassa oleva aine voi muuttaa muotoaan, mutta ei tilavuutta. Kaasumaisessa tilassa aineen muoto tai tilavuus ei säily, vaan se yrittää täyttää kaiken käytettävissä olevan tilan.

Ja pöydän suhteen on syytä mainita, että sokeri ja suola voivat tuntua nestemäisiltä aineilta, mutta itse asiassa ne ovat irtonaisia ​​​​aineita, joiden koko tilavuus koostuu pienistä kiinteistä kiteistä.

Aineet: nestemäinen, kiinteä, kaasumainen

Kaikki aineet maailmassa ovat tietyssä tilassa: kiinteitä, nestemäisiä tai kaasuja. Ja mikä tahansa aine voi siirtyä tilasta toiseen. Yllättäen jopa tinasotilas voi olla nestemäinen. Mutta tätä varten on tarpeen luoda tietyt olosuhteet, nimittäin sijoittaa se erittäin, erittäin kuumaan huoneeseen, jossa tina sulaa ja muuttuu nestemäiseksi metalliksi.

Mutta helpoin tapa tarkastella aggregaatiotilaa veden esimerkissä.

• Jos nestemäinen vesi jäätyy, se muuttuu jääksi - tämä on sen kiinteä tila.
• Jos nestemäistä vettä kuumennetaan voimakkaasti, se alkaa haihtua - tämä on sen kaasumainen tila.
• Ja jos lämmität jäätä, se alkaa sulaa ja muuttuu jälleen vedeksi - tätä kutsutaan nestetilaksi.

Erityisesti on syytä korostaa kondensaatioprosessia: jos tiivistät ja jäähdytät haihtunutta vettä, kaasumainen tila muuttuu kiinteäksi - tätä kutsutaan kondensaatioksi, ja näin lunta muodostuu ilmakehään.