आठवीं कक्षा में रसायन विज्ञान का पाठ। "____" _____________ 20___

विघटन। पानी में पदार्थों की घुलनशीलता।

लक्ष्य। समाधान और विघटन प्रक्रियाओं के बारे में छात्रों की समझ का विस्तार और गहरा करना।

शैक्षिक कार्य: यह निर्धारित करने के लिए कि समाधान क्या है, विघटन की प्रक्रिया पर विचार करने के लिए - एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया के रूप में; पदार्थों की संरचना और विलयनों में होने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं की समझ का विस्तार करना; मुख्य प्रकार के समाधानों पर विचार करें।

विकासात्मक कार्य: भाषण कौशल, अवलोकन और प्रयोगशाला कार्य के आधार पर निष्कर्ष निकालने की क्षमता के विकास को जारी रखना।

शैक्षिक कार्य: घुलनशीलता प्रक्रियाओं के अध्ययन के माध्यम से छात्रों की विश्वदृष्टि को शिक्षित करना, क्योंकि पदार्थों की घुलनशीलता रोजमर्रा की जिंदगी, दवा और अन्य महत्वपूर्ण उद्योगों और मानव जीवन में समाधान तैयार करने के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

कक्षाओं के दौरान।

समाधान क्या है? समाधान कैसे तैयार करें?

अनुभव नंबर 1। एक गिलास पानी में पोटेशियम परमैंगनेट का एक क्रिस्टल रखें। हम क्या देख रहे हैं? विघटन की प्रक्रिया क्या है?

प्रयोग संख्या 2. एक परखनली में 5 मिली पानी डालें। फिर सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4 सांद्र) की 15 बूंदें डालें। हम क्या देख रहे हैं? (उत्तर: परखनली गर्म हो गई है, एक ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया हो रही है, जिसका अर्थ है कि विघटन एक रासायनिक प्रक्रिया है)।

अनुभव संख्या 3. सोडियम नाइट्रेट वाली परखनली में 5 मिली पानी डालें। हम क्या देख रहे हैं? (उत्तर: परखनली ठंडी हो गई है, एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया हो रही है, जिसका अर्थ है कि विघटन एक रासायनिक प्रक्रिया है)।

विघटन प्रक्रिया को एक भौतिक रासायनिक प्रक्रिया के रूप में माना जाता है।

पृष्ठ 211 तालिका को पूरा करें।

तुलना के संकेत	भौतिक सिद्धांत	रासायनिक सिद्धांत।
सिद्धांत के समर्थक	वैंट हॉफ, अरहेनियस, ओस्टवाल्डो	मेंडेलीव।
विघटन की परिभाषा	विघटन प्रक्रिया प्रसार का परिणाम है, अर्थात। पानी के अणुओं के बीच रिक्त स्थान में एक विलेय का प्रवेश	पानी के अणुओं के साथ एक विलेय की रासायनिक बातचीत
समाधान परिभाषा	सजातीय मिश्रण जिसमें दो या दो से अधिक सजातीय भाग होते हैं।	एक सजातीय प्रणाली जिसमें एक विलेय के कण, एक विलायक और उनकी बातचीत के उत्पाद होते हैं।

ठोस पदार्थों की जल में विलेयता निर्भर करती है:

कार्य: पदार्थों की घुलनशीलता पर तापमान के प्रभाव का अवलोकन।
निष्पादन का क्रम:
निकल सल्फेट (मात्रा का 1/3) के साथ टेस्ट ट्यूब नंबर 1 और नंबर 2 में पानी डालें।
सुरक्षा सावधानियों का पालन करते हुए परखनली को नंबर 1 से गर्म करें।
किस प्रस्तावित टेस्ट ट्यूब नंबर 1 या नंबर 2 में, विघटन प्रक्रिया तेजी से आगे बढ़ती है?
पदार्थों की विलेयता पर ताप के प्रभाव का वर्णन कीजिए।

अंजीर। 126 पृष्ठ 213

ए) 30 0C पर पोटेशियम क्लोराइड की घुलनशीलता है 40 ग्राम

पर 65 0 साथ में 50 ग्राम है।

बी) घुलनशीलता पोटेशियम सल्फेट 40 0C पर 10 g . है

800C पर है 20 वर्ष

सी) 90 0C पर बेरियम क्लोराइड की घुलनशीलता है 60 ग्राम

पर 0 0 साथ में 30 ग्राम है।

कार्य: विघटन प्रक्रिया पर विलेय की प्रकृति के प्रभाव का अवलोकन।
निष्पादन का क्रम:
पदार्थों के साथ 3 टेस्ट ट्यूबों में: कैल्शियम क्लोराइड, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, कैल्शियम कार्बोनेट, प्रत्येक में 5 मिलीलीटर पानी डालें, एक स्टॉपर के साथ बंद करें और पदार्थ के बेहतर विघटन के लिए अच्छी तरह हिलाएं।
निम्नलिखित में से कौन सा पदार्थ पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है? कौन सा भंग नहीं होता है?
इस प्रकार, विघटन की प्रक्रिया विलेय की प्रकृति पर निर्भर करती है:

अत्यधिक घुलनशील: (तीन उदाहरण प्रत्येक)

अल्प घुलनशील:

व्यावहारिक रूप से अघुलनशील:

3) कार्य: पदार्थों के विघटन की प्रक्रिया पर विलायक की प्रकृति के प्रभाव का अवलोकन।
निष्पादन का क्रम:
5 मिली अल्कोहल (नंबर 1) और 5 मिली पानी (नंबर 2) में कॉपर सल्फेट के साथ 2 टेस्ट ट्यूब में डालें,

पदार्थ के बेहतर विघटन के लिए डाट और अच्छी तरह हिलाएं।
प्रस्तावित सॉल्वैंट्स में से कौन सा कॉपर सल्फेट को अच्छी तरह से घोलता है?
विघटन प्रक्रिया पर विलायक की प्रकृति के प्रभाव के बारे में निष्कर्ष निकालें और

विभिन्न सॉल्वैंट्स में पदार्थों को भंग करने की क्षमता।

समाधान प्रकार:

संतृप्त विलयन एक ऐसा विलयन है जिसमें दिए गए तापमान पर कोई पदार्थ अब नहीं घुलता है।

असंतृप्त एक ऐसा घोल है जिसमें कोई पदार्थ किसी दिए गए तापमान पर अभी भी घुल सकता है।

सुपरसैचुरेटेड एक ऐसा घोल है जिसमें कोई पदार्थ तापमान बढ़ने पर ही घुल सकता है।

एक सुबह मैं सो गया।
मैं जल्दी स्कूल जा रहा था:
डाल दी ठंडी चाय
चीनी डाली, रोका,
लेकिन वह मीठा नहीं था।
मैंने एक और चम्मच जोड़ा
वह थोड़ा मीठा हो गया।
मैंने अपनी चाय अंत तक पिया
और बाकी मीठा था
नीचे चीनी मेरा इंतजार कर रही थी!
मैं मन ही मन सोचने लगा-
भाग्य का अपमान क्यों?

अपराधी घुलनशीलता है।

कविता में समाधान के प्रकारों पर प्रकाश डालिए। चाय में चीनी को पूरी तरह से घोलने के लिए क्या करना होगा।

समाधान का भौतिक-रासायनिक सिद्धांत।

विलेय जल में घुलने पर हाइड्रेट बनाता है।

हाइड्रेट पानी के साथ पदार्थों के नाजुक यौगिक होते हैं जो घोल में मौजूद होते हैं।

भंग होने पर, गर्मी अवशोषित या जारी की जाती है।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, पदार्थों की घुलनशीलता बढ़ जाती है।

हाइड्रेट्स की संरचना समाधान में स्थिर नहीं है और क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स में स्थिर है।

क्रिस्टलीय हाइड्रेट पानी युक्त लवण होते हैं।

कॉपर सल्फेट CuSO4∙ 5H2O

सोडा Na2CO3∙ 10H2O

जिप्सम CaSO4∙2H2O

पोटेशियम क्लोराइड की पानी में 60 0C पर घुलनशीलता 50 ग्राम है। एक निर्दिष्ट तापमान पर संतृप्त घोल में नमक का द्रव्यमान अंश निर्धारित करें।

80 0C पर पोटेशियम सल्फेट की घुलनशीलता निर्धारित करें । एक निर्दिष्ट तापमान पर संतृप्त घोल में नमक का द्रव्यमान अंश निर्धारित करें।

161 ग्राम ग्लौबर का नमक 180 लीटर पानी में घोला गया। परिणामी घोल में नमक का द्रव्यमान अंश निर्धारित करें।

गृहकार्य। धारा 35

संदेश।

पानी के अद्भुत गुण;

पानी सबसे मूल्यवान यौगिक है;

उद्योग में पानी का उपयोग;

ताजे पानी की कृत्रिम प्राप्ति;

साफ पानी के लिए लड़ाई।

प्रस्तुति "क्रिस्टल हाइड्रेट्स", "समाधान - गुण, अनुप्रयोग"।

एक साधारण गैर-संबद्ध तरल में, जैसे कि गैसोलीन, उदाहरण के लिए, मुक्त अणु एक दूसरे के चारों ओर स्लाइड करते हैं। पानी में, वे स्लाइड के बजाय लुढ़कते हैं। पानी के अणु, जैसा कि आप जानते हैं, हाइड्रोजन बंधों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं, इसलिए किसी भी विस्थापन के होने से पहले, इनमें से कम से कम एक बंधन को तोड़ा जाना चाहिए। यह विशेषता पानी की चिपचिपाहट निर्धारित करती है।

पानी का ढांकता हुआ स्थिरांक विद्युत आवेशों के बीच मौजूद आकर्षण को बेअसर करने की क्षमता है। पानी में ठोस पदार्थों का घुलना एक जटिल प्रक्रिया है जो विलेय कणों और पानी के कणों की परस्पर क्रिया से निर्धारित होती है।

एक्स-रे की सहायता से पदार्थों की संरचना का अध्ययन करने पर यह पाया गया कि अधिकांश ठोस पदार्थों में एक क्रिस्टलीय संरचना होती है, अर्थात किसी पदार्थ के कणों को एक निश्चित क्रम में अंतरिक्ष में व्यवस्थित किया जाता है। कुछ पदार्थों के कण ऐसे स्थित होते हैं मानो वे एक छोटे घन के कोनों में हों, दूसरों के कण - कोनों, केंद्र और बीच में एक टेट्राहेड्रोन, प्रिज्म, पिरामिड आदि के किनारों में। इनमें से प्रत्येक रूप है समान आकार के बड़े क्रिस्टल की सबसे छोटी कोशिका। कुछ पदार्थों में उनके क्रिस्टल जाली (अधिकांश कार्बनिक यौगिकों के लिए) के अणुओं में अणु होते हैं, जबकि अन्य (उदाहरण के लिए, अकार्बनिक लवण) में आयन होते हैं, अर्थात्, एक या एक से अधिक परमाणुओं से युक्त कण धनात्मक या ऋणात्मक आवेशों से युक्त होते हैं। क्रिस्टल जाली के एक निश्चित, स्थानिक रूप से उन्मुख क्रम में आयनों को धारण करने वाले बल विपरीत आवेशित आयनों के इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के बल होते हैं जो क्रिस्टल जाली बनाते हैं।

यदि, उदाहरण के लिए, सोडियम क्लोराइड को पानी में घोला जाता है, तो धनावेशित सोडियम आयन और ऋणात्मक रूप से आवेशित क्लोराइड आयन एक दूसरे को प्रतिकर्षित करेंगे।

यह प्रतिकर्षण इसलिए होता है क्योंकि पानी में एक उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक होता है, अर्थात किसी भी अन्य तरल की तुलना में अधिक होता है। यह विपरीत आवेशित आयनों के बीच पारस्परिक आकर्षण बल को 100 गुना कम कर देता है। इसके अणुओं की व्यवस्था में जल के प्रबल उदासीन प्रभाव का कारण खोजना चाहिए। उनमें हाइड्रोजन परमाणु अपने इलेक्ट्रॉन को ऑक्सीजन परमाणु के साथ समान रूप से साझा नहीं करता है जिससे वह जुड़ा हुआ है। यह इलेक्ट्रॉन हाइड्रोजन की अपेक्षा हमेशा ऑक्सीजन के अधिक निकट होता है। इसलिए, हाइड्रोजन परमाणु धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं, जबकि ऑक्सीजन परमाणु ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं।

जब कोई पदार्थ घुलता है, तो आयनों में टूट जाता है, ऑक्सीजन परमाणु सकारात्मक आयनों की ओर आकर्षित होते हैं, और हाइड्रोजन परमाणु नकारात्मक आयनों की ओर। धनात्मक आयन के आस-पास के पानी के अणु अपने ऑक्सीजन परमाणुओं को उसकी ओर भेजते हैं, और जो अणु ऋणात्मक आयन को घेरते हैं, वे अपने हाइड्रोजन परमाणु उसकी ओर भेजते हैं। इस प्रकार, पानी के अणु एक जाली के रूप में बनते हैं जो आयनों को एक दूसरे से अलग करते हैं और उनके आकर्षण को बेअसर करते हैं (चित्र 12)। क्रिस्टल जाली में आयनों को एक दूसरे से अलग करने और उन्हें समाधान में स्थानांतरित करने के लिए, इस जाली के आकर्षण बल को दूर करना आवश्यक है। जब लवण घुल जाते हैं, तो ऐसा बल जल के अणुओं द्वारा जाली आयनों का आकर्षण होता है, जो तथाकथित जलयोजन ऊर्जा की विशेषता होती है। यदि, इस मामले में, क्रिस्टल जाली की ऊर्जा की तुलना में जलयोजन की ऊर्जा पर्याप्त रूप से बड़ी है, तो आयन बाद वाले से अलग हो जाएंगे और समाधान में चले जाएंगे।

घोल में जाली से अलग हुए पानी के अणुओं और आयनों के बीच संबंध न केवल कमजोर होता है, बल्कि और भी करीब हो जाता है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, समाधान में, आयनों को पानी के अणुओं से घिरा और अलग किया जाता है, जो उन पर विपरीत चार्ज के साथ उन पर ध्यान केंद्रित करते हुए, तथाकथित हाइड्रेशन शेल (चित्र। 13) बनाते हैं। अलग-अलग आयनों के लिए इस खोल का आकार अलग-अलग होता है और यह आयन के आवेश, उसके आकार और इसके अलावा, विलयन में आयनों की सांद्रता पर निर्भर करता है।

कई वर्षों तक भौतिक रसायनज्ञों ने मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए विलायक के रूप में पानी का अध्ययन किया। नतीजतन, इलेक्ट्रोलाइट्स के बारे में बहुत सारी जानकारी प्राप्त हुई, लेकिन पानी के बारे में बहुत कम। अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन केवल हाल के वर्षों में पानी के संबंध के अध्ययन के लिए समर्पित कार्य हुए हैं जो इसमें व्यावहारिक रूप से अघुलनशील हैं।

कई आश्चर्यजनक चीजें देखने को मिली हैं। उदाहरण के लिए, एक बार एक पाइप जिसके माध्यम से t = 19 ° C पर प्राकृतिक गैस प्रवाहित होती है, गीली बर्फ और पानी से भर जाती है। यह स्पष्ट हो गया कि यहाँ बिंदु तापमान में नहीं, बल्कि पानी के अन्य गुणों में है। कई सवाल उठे: इतने उच्च तापमान पर पानी क्यों जम गया, पानी में अघुलनशील पदार्थों के साथ पानी कैसे मिल सकता है।

यह रहस्य अभी तक सुलझ नहीं पाया था जब यह पता चला कि आर्गन और क्सीनन जैसी महान गैसें, जो किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश नहीं करती हैं, पानी से बंध सकती हैं, कुछ यौगिकों का निर्माण कर सकती हैं।

चावल। 13. पानी के ध्रुवीय अणुओं द्वारा Na + और C1 - आयनों का पृथक्करण उनके चारों ओर एक जलयोजन खोल बनाता है।

इलिनोइस में पानी में मीथेन की घुलनशीलता पर दिलचस्प परिणाम प्राप्त हुए। मीथेन अणु पानी में आयन नहीं बनाते हैं और हाइड्रोजन बांड स्वीकार नहीं करते हैं; उनके और पानी के अणुओं के बीच का आकर्षण बहुत कमजोर होता है। हालांकि, मीथेन अभी भी खराब है, पानी में घुलनशील है, और इसके अलग किए गए अणु इसके साथ यौगिक बनाते हैं - हाइड्रेट्स, जिसमें कई पानी के अणु एक मीथेन अणु से जुड़े होते हैं। जब मीथेन हेक्सेन में घुल जाता है तो यह प्रतिक्रिया 10 गुना अधिक गर्मी छोड़ती है (मीथेन पानी की तुलना में हेक्सेन में बेहतर रूप से घुलती है)।

तथ्य यह है कि मीथेन पानी में घुल जाता है, यह बहुत रुचि का है। एक मीथेन अणु पानी के अणु के आकार का दोगुना होता है। मीथेन को पानी में घुलने के लिए, इसके अणुओं के बीच बड़े "छेद" बनने चाहिए। इसके लिए पानी के वाष्पीकरण (लगभग 10,000 कैलोरी प्रति मोल) की तुलना में ऊर्जा के एक महत्वपूर्ण व्यय की आवश्यकता होती है। इतनी ऊर्जा कहाँ से आती है? मीथेन और पानी के अणुओं के बीच आकर्षण बल बहुत कमजोर होते हैं, वे इतनी ऊर्जा प्रदान नहीं कर सकते। इसलिए, एक और संभावना है: मीथेन की उपस्थिति में चूल्हा की संरचना बदल जाती है। मान लें कि घुलित मीथेन का एक अणु पानी के 10-20 अणुओं के एक खोल से घिरा हुआ है। अणुओं के ऐसे संघों के निर्माण के दौरान, ऊष्मा निकलती है। मीथेन अणु के कब्जे वाले स्थान में, पानी के अणुओं के बीच पारस्परिक आकर्षण बल गायब हो जाते हैं, और इसलिए आंतरिक दबाव। ऐसी परिस्थितियों में, जैसा कि हमने देखा है, पानी शून्य से ऊपर के तापमान पर जम जाता है।

यही कारण है कि मीथेन और पानी के बीच के अणु क्रिस्टलीकृत हो सकते हैं, जो ऊपर वर्णित मामले में हुआ था। जमे हुए हाइड्रेट्स को घोल में अवशोषित और छोड़ा जा सकता है। इस सिद्धांत को हिमशैल सिद्धांत के रूप में जाना जाता है। व्यवहार में, अध्ययनों से पता चलता है कि परीक्षण किए गए सभी गैर-प्रवाहकीय पदार्थ स्थिर क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाते हैं। इसी समय, इलेक्ट्रोलाइट्स में यह प्रवृत्ति कमजोर रूप से व्यक्त की जाती है। यह सब घुलनशीलता की पूरी तरह से नई समझ की ओर ले जाता है।

यह माना जाता था कि आकर्षक बलों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोलाइट्स का विघटन होता है। अब यह सिद्ध हो गया है कि गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स का विघटन इन पदार्थों और पानी के बीच आकर्षण बल के कारण नहीं होता है, बल्कि उनके बीच अपर्याप्त आकर्षण के परिणामस्वरूप होता है। पदार्थ जो आयनों में विघटित नहीं होते हैं, वे पानी के साथ जुड़ते हैं, क्योंकि वे आंतरिक दबाव को समाप्त करते हैं और इस तरह क्रिस्टलीय संरचनाओं की उपस्थिति में योगदान करते हैं।

ऐसे हाइड्रेट्स के गठन को बेहतर ढंग से समझने के लिए, उनकी आणविक संरचना पर विचार करना उपयोगी है।

यह साबित होता है कि परिणामी हाइड्रेट्स में बर्फ की हेक्सागोनल संरचना के विपरीत एक घन संरचना (जाली) होती है। शोधकर्ताओं द्वारा आगे के काम से पता चला है कि हाइड्रेट में दो घन जाली हो सकते हैं: उनमें से एक में, अणुओं के बीच अंतराल 12 हैं, दूसरे में - 17 ए। छोटी जाली में 46 पानी के अणु हैं, बड़े में 136। छोटी जाली में गैस के अणुओं के छिद्रों में 12-14 फलक होते हैं, और बड़े में - 12-16, इसके अलावा, वे आकार में भिन्न होते हैं और विभिन्न आकारों के अणुओं से भरे होते हैं, और सभी छेद नहीं भरे जा सकते। ऐसा मॉडल उच्च स्तर की सटीकता के साथ हाइड्रेट्स की वास्तविक संरचना की व्याख्या करता है।

जीवन प्रक्रियाओं में ऐसे हाइड्रेट्स की भूमिका को कम करके आंका नहीं जा सकता है। ये प्रक्रियाएं मुख्य रूप से पानी और प्रोटीन अणुओं के बीच रिक्त स्थान में होती हैं। इस मामले में, पानी में क्रिस्टलीकरण की एक मजबूत प्रवृत्ति होती है, क्योंकि प्रोटीन अणु में कई गैर-आयनिक, या गैर-ध्रुवीय समूह होते हैं। ऐसा कोई भी हाइड्रेट बर्फ की तुलना में कम घनत्व पर बनता है, इसलिए इसके गठन से महत्वपूर्ण विनाशकारी विस्तार हो सकता है।

तो, पानी कुछ खास और विविध रासायनिक गुणों वाला एक अजीबोगरीब और जटिल पदार्थ है। इसकी एक पतली और साथ ही बदलती शारीरिक संरचना है।

सभी जीवित और मोटे तौर पर निर्जीव प्रकृति का विकास पानी की विशिष्ट विशेषताओं के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है।

समाधान प्रकृति, विज्ञान और प्रौद्योगिकी में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। प्रकृति में इतने व्यापक जल में हमेशा घुले हुए पदार्थ होते हैं। नदियों और झीलों के ताजे पानी में उनमें से कुछ हैं, जबकि समुद्र के पानी में लगभग 3.5% भंग लवण होते हैं।

आदिम महासागर में (पृथ्वी पर जीवन के उद्भव के समय), लवण का द्रव्यमान अंश कम होना चाहिए था, लगभग 1%।

"यह इस समाधान में था कि जीवित जीव पहले विकसित हुए, और इस समाधान से उन्हें उनके विकास और जीवन के लिए आवश्यक आयन और अणु प्राप्त हुए ... समय के साथ, जीवित जीव विकसित और बदल गए, जिससे उन्हें जलीय पर्यावरण छोड़ने और स्थानांतरित करने की अनुमति मिली। उतरना और फिर हवा में उठना। उन्होंने अपने जीवों में आयनों और अणुओं की आवश्यक आपूर्ति वाले तरल पदार्थ के रूप में एक जलीय घोल को संरक्षित करके यह क्षमता हासिल की, ”इस तरह प्रसिद्ध अमेरिकी रसायनज्ञ, नोबेल पुरस्कार विजेता लिनुस पॉलिंग उद्भव और विकास में समाधान की भूमिका का आकलन करते हैं। पृथ्वी पर जीवन का। हमारे अंदर, हमारी प्रत्येक कोशिका में, प्राथमिक महासागर की याद आती है जिसमें जीवन की उत्पत्ति हुई, एक जलीय घोल जो स्वयं जीवन प्रदान करता है।

प्रत्येक जीवित जीव में, वाहिकाओं - धमनियों, नसों और केशिकाओं के माध्यम से अंतहीन प्रवाह होता है - एक जादुई समाधान जो रक्त का आधार बनाता है, इसमें लवण का द्रव्यमान अंश प्राथमिक महासागर के समान होता है - 0.9%। मानव और पशु जीवों में होने वाली जटिल भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं भी विलयनों में होती हैं। भोजन का स्वांगीकरण पोषक तत्वों के विलयन में स्थानांतरण से जुड़ा है। प्राकृतिक जलीय घोल मिट्टी के निर्माण की प्रक्रिया में शामिल होते हैं और पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति करते हैं। रासायनिक और अन्य उद्योगों में कई तकनीकी प्रक्रियाएं, जैसे सोडा, उर्वरक, एसिड, धातु और कागज का उत्पादन, समाधान में आगे बढ़ती हैं। समाधान के गुणों का अध्ययन आधुनिक विज्ञान में बहुत महत्वपूर्ण स्थान रखता है। तो समाधान क्या है?

समाधान और अन्य मिश्रणों के बीच का अंतर यह है कि घटक भागों के कण इसमें समान रूप से वितरित होते हैं, और इस तरह के मिश्रण के किसी भी सूक्ष्म मात्रा में संरचना समान होती है।

इसलिए, समाधान को दो या दो से अधिक सजातीय भागों से मिलकर सजातीय मिश्रण के रूप में समझा जाता था। यह विचार समाधान के भौतिक सिद्धांत पर आधारित था।

समाधान के भौतिक सिद्धांत के समर्थक, जिसे वैंट हॉफ, अरहेनियस और ओस्टवाल्ड द्वारा विकसित किया गया था, का मानना ​​​​था कि विघटन प्रक्रिया प्रसार का परिणाम है, यानी पानी के अणुओं के बीच अंतराल में एक विलेय का प्रवेश।

समाधान के भौतिक सिद्धांत के विचारों के विपरीत, डी। आई। मेंडेलीव और समाधान के रासायनिक सिद्धांत के समर्थकों ने तर्क दिया कि विघटन पानी के अणुओं के साथ एक विलेय की रासायनिक बातचीत का परिणाम है। इसलिए, एक समाधान को एक सजातीय प्रणाली के रूप में परिभाषित करना अधिक सही (अधिक सटीक) है जिसमें एक भंग पदार्थ के कण, एक विलायक और उनकी बातचीत के उत्पाद शामिल हैं।

पानी के साथ घुले हुए पदार्थ की रासायनिक बातचीत के परिणामस्वरूप, यौगिक बनते हैं - हाइड्रेट्स। रासायनिक संपर्क को रासायनिक प्रतिक्रियाओं के ऐसे संकेतों से संकेत मिलता है जैसे कि विघटन के दौरान थर्मल घटना। उदाहरण के लिए, याद रखें कि पानी में सल्फ्यूरिक एसिड का विघटन इतनी बड़ी मात्रा में गर्मी के निकलने के साथ होता है कि घोल उबल सकता है, और इसलिए एसिड को पानी में डाला जाता है (और इसके विपरीत नहीं)।

अन्य पदार्थों का विघटन, जैसे सोडियम क्लोराइड, अमोनियम नाइट्रेट, गर्मी के अवशोषण के साथ होता है।

एम. वी. लोमोनोसोव ने पाया कि घोल विलायक की तुलना में कम तापमान पर जम जाता है। 1764 में, उन्होंने लिखा: "नमकीन नमकीन के ठंढ आसानी से बर्फ में नहीं बदल सकते, क्योंकि वे ताजा हो जाते हैं।"

हाइड्रेट पानी के साथ पदार्थों के नाजुक यौगिक होते हैं जो घोल में मौजूद होते हैं। जलयोजन का अप्रत्यक्ष प्रमाण ठोस क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स का अस्तित्व है - लवण, जिसमें पानी भी शामिल है। इस मामले में, इसे क्रिस्टलीकरण कहा जाता है। उदाहरण के लिए, प्रसिद्ध नीला नमक, कॉपर सल्फेट CuSO 4 5H 2 O, क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स से संबंधित है। निर्जल कॉपर (II) सल्फेट सफेद क्रिस्टल है। कॉपर (II) सल्फेट के पानी में घुलने पर नीले रंग में परिवर्तन और कॉपर सल्फेट के नीले क्रिस्टल का अस्तित्व डी। आई। मेंडेलीव के हाइड्रेट सिद्धांत का एक और प्रमाण है।

वर्तमान में, एक सिद्धांत अपनाया गया है जो दोनों दृष्टिकोणों को जोड़ता है - समाधान का भौतिक-रासायनिक सिद्धांत। इसकी भविष्यवाणी 1906 में डी.आई. मेंडेलीव ने अपनी अद्भुत पाठ्यपुस्तक "फंडामेंटल्स ऑफ केमिस्ट्री" में की थी: सबसे अधिक संभावना समाधान के एक सामान्य सिद्धांत की ओर ले जाती है, क्योंकि समान सामान्य कानून भौतिक और रासायनिक दोनों घटनाओं को नियंत्रित करते हैं।

पानी में पदार्थों की घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है। एक नियम के रूप में, बढ़ते तापमान (छवि 126) के साथ पानी में ठोस पदार्थों की घुलनशीलता बढ़ जाती है, और गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है, इसलिए पानी उबालने से उसमें घुली गैसों से लगभग पूरी तरह से मुक्त हो सकता है।

चावल। 126.
तापमान के आधार पर पदार्थों की घुलनशीलता

यदि पोटेशियम क्लोराइड KCl, जिसे उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है, पानी में घुल जाता है, तो कमरे के तापमान (20 ° C) पर 100 ग्राम पानी में केवल 34.4 ग्राम नमक घोला जा सकता है; बाकी अघुलनशील नमक के साथ घोल कितना भी मिलाया जाए, कोई और नमक नहीं घुलेगा - घोल इस नमक के साथ दिए गए तापमान पर संतृप्त हो जाएगा।

यदि इस तापमान पर 34.4 ग्राम से कम पोटेशियम क्लोराइड 100 ग्राम पानी में घुल जाता है, तो घोल असंतृप्त हो जाएगा।

कुछ पदार्थों से सुपरसैचुरेटेड विलयन प्राप्त करना तुलनात्मक रूप से आसान है। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स - ग्लौबर का नमक (Na 2 SO 4 10H 2 O) और कॉपर सल्फेट (CuSO 4 5H 2 O)।

सुपरसैचुरेटेड घोल निम्नानुसार तैयार किए जाते हैं। उच्च तापमान पर एक संतृप्त नमक घोल तैयार करें, उदाहरण के लिए क्वथनांक पर। अतिरिक्त नमक को छान लिया जाता है, गर्म निस्यंद के साथ फ्लास्क को रूई से ढक दिया जाता है और सावधानी से, हिलने से बचाते हुए, धीरे-धीरे कमरे के तापमान पर ठंडा किया जाता है। इस तरह से तैयार किया गया घोल, झटके और धूल से सुरक्षित, काफी लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। लेकिन जैसे ही एक कांच की छड़ को ऐसे सुपरसैचुरेटेड घोल में डाला जाता है, जिसके सिरे पर इस नमक के कई दाने होते हैं, घोल से इसका क्रिस्टलीकरण तुरंत शुरू हो जाता है (चित्र 127)।

चावल। 127.
अतिसंतृप्त विलयन से किसी पदार्थ का तात्क्षणिक क्रिस्टलीकरण

ग्लौबर का नमक व्यापक रूप से रासायनिक संयंत्रों में कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। यह सर्दियों में कारा-बोगाज़-गोल खाड़ी में खनन किया जाता है, जो कैस्पियन सागर से अपेक्षाकृत अलग है। गर्मियों में, पानी के वाष्पीकरण की उच्च दर के कारण, खाड़ी अत्यधिक केंद्रित नमक के घोल से भर जाती है। सर्दियों में, तापमान में कमी के कारण, इसकी घुलनशीलता कम हो जाती है और नमक क्रिस्टलीकृत हो जाता है, जो इसके निष्कर्षण को रेखांकित करता है। गर्मियों में, नमक के क्रिस्टल घुल जाते हैं, और इसका निष्कर्षण बंद हो जाता है।

दुनिया के सबसे नमकीन समुद्र में - मृत सागर - लवण की सांद्रता इतनी अधिक होती है कि इस समुद्र के पानी में रखी किसी भी वस्तु पर विचित्र क्रिस्टल उग आते हैं (चित्र 128)।

चावल। 128.
मृत सागर के पानी में घुले हुए लवणों से सुंदर विचित्र क्रिस्टल उगते हैं।

पदार्थों के साथ काम करते समय, पानी में उनकी घुलनशीलता को जानना महत्वपूर्ण है। एक पदार्थ अत्यधिक घुलनशील माना जाता है यदि इस पदार्थ का 1 ग्राम से अधिक कमरे के तापमान पर 100 ग्राम पानी में घुल जाता है। यदि ऐसी परिस्थितियों में 1 ग्राम से कम पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल जाता है, तो ऐसे पदार्थ को खराब घुलनशील माना जाता है। व्यावहारिक रूप से अघुलनशील पदार्थों में वे शामिल हैं जिनकी घुलनशीलता 100 ग्राम पानी में 0.01 ग्राम से कम है (तालिका 9)।

तालिका 9
20 डिग्री सेल्सियस पर पानी में कुछ लवणों की घुलनशीलता

प्रकृति में पूरी तरह से अघुलनशील पदार्थ मौजूद नहीं हैं। उदाहरण के लिए, चांदी के परमाणु भी पानी में रखे उत्पादों के घोल में थोड़ा सा चले जाते हैं। जैसा कि आप जानते हैं पानी में चांदी का घोल बनाने से रोगाणु मर जाते हैं।

कीवर्ड और वाक्यांश

1. समाधान।
2. समाधान के भौतिक और रासायनिक सिद्धांत।
3. विघटन के दौरान थर्मल घटनाएं।
4. हाइड्रेट्स और क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स; क्रिस्टलीकरण का पानी।
5. संतृप्त, असंतृप्त और अतिसंतृप्त विलयन।
6. अत्यधिक घुलनशील, थोड़ा घुलनशील और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील पदार्थ।

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1. इलेक्ट्रॉनिक एप्लिकेशन का संदर्भ लें। पाठ की सामग्री का अध्ययन करें और सुझाए गए कार्यों को पूरा करें।
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प्रश्न और कार्य

1. चीनी का एक टुकड़ा ठंडी चाय की तुलना में गर्म चाय में तेजी से क्यों घुलता है?
2. घुलनशीलता तालिका का उपयोग करते हुए, पानी में विभिन्न वर्गों के अत्यधिक घुलनशील, थोड़ा घुलनशील और व्यावहारिक रूप से अघुलनशील पदार्थों के उदाहरण दें।
3. एक्वैरियम को जल्दी से ठंडा उबला हुआ पानी क्यों नहीं भरा जा सकता (इसे कई दिनों तक खड़ा रहना चाहिए)?
4. जिस पानी में चांदी का सामान रखा जाता है, उस पानी से घाव क्यों धोते हैं?
5. आकृति 126 का उपयोग करते हुए, 20 डिग्री सेल्सियस पर संतृप्त घोल में निहित पोटेशियम क्लोराइड का द्रव्यमान अंश निर्धारित करें।
6. क्या तनु विलयन को एक साथ संतृप्त किया जा सकता है?
7. मैग्नीशियम सल्फेट के 500 ग्राम घोल को 20 ° C (चित्र 126 देखें) पर संतृप्त किया जाता है, प्रतिक्रिया के लिए पर्याप्त बेरियम क्लोराइड घोल की मात्रा जोड़ी जाती है। अवक्षेप का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

घुलनशीलता एक पदार्थ की संपत्ति है जो विभिन्न सॉल्वैंट्स के साथ सजातीय मिश्रण बनाती है। जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, संतृप्त घोल प्राप्त करने के लिए आवश्यक विलेय की मात्रा इस पदार्थ को निर्धारित करती है। इस संबंध में, घुलनशीलता की संरचना के समान माप है, उदाहरण के लिए, इसके संतृप्त घोल में विलेय का द्रव्यमान अंश, या इसके संतृप्त घोल में विलेय की मात्रा।

सभी पदार्थों को उनकी विलेयता की दृष्टि से वर्गीकृत किया जा सकता है:

• अत्यधिक घुलनशील - 10 ग्राम से अधिक पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल सकता है।
• थोड़ा घुलनशील - 1 ग्राम से कम पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल सकता है।
• अघुलनशील - 0.01 ग्राम से कम पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल सकता है।

ज्ञातव्य है कि यदि polarityविलेय विलायक की ध्रुवता के समान है, इसके घुलने की संभावना अधिक होती है। यदि ध्रुवीयताएं भिन्न हैं, तो उच्च संभावना के साथ समाधान काम नहीं करेगा। ऐसा क्यों हो रहा है?

ध्रुवीय विलायक एक ध्रुवीय विलेय है।

आइए एक उदाहरण के रूप में पानी में सामान्य नमक का घोल लें। जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, पानी के अणु प्रकृति में ध्रुवीय होते हैं, प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु पर आंशिक धनात्मक आवेश और ऑक्सीजन परमाणु पर आंशिक ऋणात्मक आवेश होता है। और आयनिक ठोस, जैसे सोडियम क्लोराइड में धनायन और ऋणायन होते हैं। इसलिए जब टेबल सॉल्ट को पानी में रखा जाता है, तो पानी के अणुओं के हाइड्रोजन परमाणुओं पर आंशिक धनात्मक आवेश NaCl में ऋणात्मक आवेशित क्लोराइड आयन की ओर आकर्षित होता है। इसी प्रकार, पानी के अणुओं के ऑक्सीजन परमाणुओं पर आंशिक ऋणात्मक आवेश NaCl में धनावेशित सोडियम आयन द्वारा आकर्षित होता है। और, चूंकि सोडियम और क्लोरीन आयनों के लिए पानी के अणुओं का आकर्षण उन्हें एक साथ रखने वाली बातचीत से अधिक मजबूत होता है, इसलिए नमक घुल जाता है।

गैर-ध्रुवीय विलायक एक गैर-ध्रुवीय विलेय है।

आइए कार्बन टेट्राब्रोमाइड के एक टुकड़े को कार्बन टेट्राक्लोराइड में घोलने का प्रयास करें। ठोस अवस्था में, कार्बन टेट्राब्रोमाइड अणु एक बहुत ही कमजोर फैलाव अंतःक्रिया द्वारा एक साथ होते हैं। जब कार्बन टेट्राक्लोराइड में रखा जाता है, तो इसके अणुओं को अधिक यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित किया जाएगा, अर्थात। प्रणाली की एन्ट्रापी बढ़ जाती है और यौगिक घुल जाता है।

विघटन में संतुलन

एक खराब घुलनशील यौगिक के समाधान पर विचार करें। एक ठोस और उसके घोल के बीच संतुलन स्थापित करने के लिए, घोल को संतृप्त होना चाहिए और ठोस के अघुलनशील हिस्से के संपर्क में होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, सिल्वर क्लोराइड के संतृप्त घोल में संतुलन स्थापित होने दें:

एजीसीएल (टीवी) \u003d एजी + (एक्यू।) + सीएल - (एक्यू।)

प्रश्न में यौगिक आयनिक है और आयनों के रूप में भंग रूप में मौजूद है। हम पहले से ही जानते हैं कि विषम प्रतिक्रियाओं में ठोस की सांद्रता स्थिर रहती है, जो हमें इसे संतुलन स्थिरांक में शामिल करने की अनुमति देती है। तो के लिए अभिव्यक्ति इस तरह दिखेगी:

कश्मीर = [ सीएल - ]

ऐसा स्थिरांक कहलाता है घुलनशीलता उत्पाद पीआर, बशर्ते कि सांद्रता mol/l में व्यक्त की जाती है।

पीआर \u003d [ सीएल - ]

घुलनशीलता उत्पादसंतुलन में भाग लेने वाले आयनों की दाढ़ सांद्रता के उत्पाद के बराबर है, संतुलन समीकरण में संबंधित स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के बराबर शक्तियों में।
घुलनशीलता की अवधारणा और घुलनशीलता के उत्पाद के बीच अंतर करना आवश्यक है। किसी अन्य पदार्थ को घोल में मिलाने पर किसी पदार्थ की घुलनशीलता बदल सकती है, और घुलनशीलता उत्पाद घोल में अतिरिक्त पदार्थों की उपस्थिति पर निर्भर नहीं करता है। यद्यपि ये दोनों मान आपस में जुड़े हुए हैं, जो एक मान को जानने के लिए दूसरे की गणना करने की अनुमति देता है।

तापमान और दबाव के एक समारोह के रूप में घुलनशीलता

पानी हमारे जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, यह बड़ी संख्या में पदार्थों को घोलने में सक्षम है, जिसका हमारे लिए बहुत महत्व है। इसलिए, हम जलीय समाधानों पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

घुलनशीलतागैसों में वृद्धि होती है बढ़ता दबावविलायक के ऊपर गैस, और ठोस और तरल पदार्थों की घुलनशीलता दबाव पर महत्वहीन रूप से निर्भर करती है।

विलियम हेनरीपहले इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि किसी दिए गए द्रव की मात्रा में स्थिर तापमान पर घुलने वाली गैस की मात्रा उसके दबाव के सीधे आनुपातिक होती है. इस कथन को के रूप में जाना जाता है हेनरी का नियमऔर इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

सी \u003d के पी,

जहां सी तरल चरण में गैस की घुलनशीलता है

पी - घोल के ऊपर गैस का दबाव

k हेनरी नियतांक है

निम्नलिखित चित्र जल में कुछ गैसों के विलेयता वक्रों को दर्शाता है: तापमानसमाधान पर लगातार गैस के दबाव में (1 एटीएम)

जैसा कि देखा जा सकता है, बढ़ते तापमान के साथ गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है, अधिकांश आयनिक यौगिकों के विपरीत, जिनकी घुलनशीलता बढ़ते तापमान के साथ बढ़ जाती है।

घुलनशीलता पर तापमान का प्रभावयह विघटन प्रक्रिया के दौरान होने वाले एन्थैल्पी में होने वाले परिवर्तन पर निर्भर करता है। जब एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया होती है, तो बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह हम जो पहले से जानते हैं उससे अनुसरण करता है : यदि आप उन स्थितियों में से एक को बदलते हैं जिसके तहत प्रणाली संतुलन में है - एकाग्रता, दबाव या तापमान - तो संतुलन उस प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाएगा जो इस परिवर्तन का प्रतिकार करती है।

कल्पना कीजिए कि हम आंशिक रूप से भंग पदार्थ के साथ संतुलन में समाधान के साथ काम कर रहे हैं। और यह प्रक्रिया एंडोथर्मिक है, यानी। बाहर से गर्मी के अवशोषण के साथ जाता है, फिर:

पदार्थ + विलायक + ऊष्मा = विलयन

इसके अनुसार ले चेटेलियर का सिद्धांत,पर एन्दोठेर्मिकप्रक्रिया, संतुलन उस दिशा में बदल जाता है जो गर्मी इनपुट को कम करता है, अर्थात। दांई ओर। इस प्रकार, घुलनशीलता बढ़ जाती है। यदि प्रक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक, तो तापमान में वृद्धि से घुलनशीलता में कमी आती है।

तापमान पर आयनिक यौगिकों की घुलनशीलता की निर्भरता

यह ज्ञात है कि वहाँ हैं द्रवों में द्रवों का विलयन. उनमें से कुछ एक दूसरे में असीमित मात्रा में घुल सकते हैं, जैसे पानी और एथिल अल्कोहल, जबकि अन्य केवल आंशिक रूप से घुल सकते हैं। इसलिए, यदि आप कार्बन टेट्राक्लोराइड को पानी में घोलने की कोशिश करते हैं, तो दो परतें बनती हैं: ऊपरी कार्बन टेट्राक्लोराइड में पानी का संतृप्त घोल है और निचला पानी में कार्बन टेट्राक्लोराइड का संतृप्त घोल है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सामान्य तौर पर, ऐसे तरल पदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह तब तक होता है जब तक कि महत्वपूर्ण तापमान तक नहीं पहुंच जाता है, जिस पर दोनों तरल पदार्थ किसी भी अनुपात में मिश्रित होते हैं। तरल पदार्थों की घुलनशीलता व्यावहारिक रूप से दबाव से स्वतंत्र होती है।

जब कोई पदार्थ जिसे इन दोनों द्रवों में से किसी एक में घोला जा सकता है, दो अमिश्रणीय द्रवों के मिश्रण में डाला जाता है, तो इन द्रवों के बीच इसका वितरण उनमें से प्रत्येक में घुलनशीलता के समानुपाती होगा। वे। इसके अनुसार वितरण कानून एक पदार्थ जो दो अमिश्रणीय सॉल्वैंट्स में घुल सकता है, उनके बीच वितरित किया जाता है ताकि एक स्थिर तापमान पर इन सॉल्वैंट्स में इसकी सांद्रता का अनुपात स्थिर रहे, विलेय की कुल मात्रा की परवाह किए बिना:

सी 1 / सी 2 \u003d के,

जहाँ C1 और C2 दो द्रवों में किसी पदार्थ की सांद्रता हैं

K वितरण गुणांक है।

श्रेणियाँ ,

किसी दिए गए पदार्थ की किसी दिए गए विलायक में घुलने की क्षमता कहलाती है घुलनशीलता

मात्रात्मक पक्ष पर, एक ठोस की घुलनशीलता घुलनशीलता गुणांक या केवल घुलनशीलता की विशेषता है - यह एक पदार्थ की अधिकतम मात्रा है जो एक संतृप्त घोल बनाने के लिए दी गई शर्तों के तहत 100 ग्राम या 1000 ग्राम पानी में घुल सकता है।

चूंकि अधिकांश ठोस पानी में घुलने पर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ कई ठोस पदार्थों की घुलनशीलता बढ़ जाती है।

द्रव में गैसों की विलेयता की विशेषता है अवशोषण गुणांक- गैस की अधिकतम मात्रा जो n.o पर घुल सकती है। विलायक की एक मात्रा में। गैसों को भंग करते समय, गर्मी निकलती है, इसलिए, बढ़ते तापमान के साथ, उनकी घुलनशीलता कम हो जाती है (उदाहरण के लिए, 0 डिग्री सेल्सियस पर एनएच 3 की घुलनशीलता 1100 डीएम 3 / 1 डीएम 3 पानी है, और 25 डिग्री सेल्सियस - 700 डीएम 3 है। / 1 डीएम 3 पानी)। दबाव पर गैसों की विलेयता की निर्भरता हेनरी के नियम का पालन करती है: स्थिर ताप पर घुली हुई गैस का द्रव्यमान दाब के समानुपाती होता है।

समाधानों की मात्रात्मक संरचना की अभिव्यक्ति

तापमान और दबाव के साथ, समाधान की स्थिति का मुख्य पैरामीटर इसमें भंग पदार्थ की एकाग्रता है।

समाधान एकाग्रताएक निश्चित द्रव्यमान में या एक समाधान या विलायक की एक निश्चित मात्रा में एक विलेय की सामग्री को कहा जाता है। किसी विलयन की सांद्रता को विभिन्न तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है। रासायनिक अभ्यास में, सांद्रता व्यक्त करने के निम्नलिखित तरीकों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:

ए) विलेय का द्रव्यमान अंश एक समाधान (ω,%) के 100 ग्राम (द्रव्यमान इकाइयों) में निहित एक विलेय के ग्राम (द्रव्यमान इकाइयों) की संख्या को दर्शाता है

बी) दाढ़ मात्रा एकाग्रता, या दाढ़ , 1 डीएम 3 समाधान (एस या एम, मोल / डीएम 3) में निहित विलेय के मोल (राशि) की संख्या को दर्शाता है

में) समकक्ष एकाग्रता, या सामान्यता , एक समाधान के 1 डीएम 3 में निहित एक विलेय के समकक्षों की संख्या को दर्शाता है (एस ई या एन, मोल / डीएम 3)

जी) दाढ़ द्रव्यमान एकाग्रता, या molality , 1000 ग्राम विलायक (s m , mol / 1000 g) में निहित विलेय के मोलों की संख्या दर्शाता है

इ) अनुमापांक एक समाधान एक समाधान के 1 सेमी 3 में एक विलेय के ग्राम की संख्या है (टी, जी / सेमी 3)

टी = एम आर.वी. /वी.

इसके अलावा, समाधान की संरचना आयामहीन सापेक्ष मूल्यों - अंशों के संदर्भ में व्यक्त की जाती है। आयतन अंश - विलेय के आयतन का घोल के आयतन का अनुपात; द्रव्यमान अंश - विलेय के द्रव्यमान का घोल के आयतन का अनुपात; मोल अंश विलयन के सभी घटकों की कुल मात्रा में विलेय की मात्रा (मोलों की संख्या) का अनुपात है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मान मोल अंश (N) है - विलेय की मात्रा (ν 1) का घोल के सभी घटकों की कुल मात्रा का अनुपात, यानी 1 + 2 (जहाँ ν 2 राशि है विलायक का)

एन आर.वी. \u003d 1 / (ν 1 + 2) \u003d एम आर.वी. /एम आर.वी. / (एम आरवी / एम आरवी + एम आर-ला। / एम आर-ला)।

गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स और उनके गुणों के पतला समाधान

समाधान के निर्माण में, घटकों की बातचीत की प्रकृति उनकी रासायनिक प्रकृति से निर्धारित होती है, जिससे सामान्य पैटर्न की पहचान करना मुश्किल हो जाता है। इसलिए, कुछ आदर्श समाधान मॉडल, तथाकथित आदर्श समाधान का सहारा लेना सुविधाजनक है। वह विलयन जिसका निर्माण आयतन में परिवर्तन और तापीय प्रभाव से संबद्ध नहीं है, कहलाता है आदर्श समाधान।हालांकि, अधिकांश समाधानों में आदर्शता के गुण पूरी तरह से नहीं होते हैं और सामान्य पैटर्न को तथाकथित तनु समाधानों के उदाहरणों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है, अर्थात ऐसे समाधान जिनमें विलायक की सामग्री की तुलना में विलेय की सामग्री बहुत कम होती है और विलायक के साथ विलेय के अणुओं की अन्योन्यक्रिया की उपेक्षा की जा सकती है। समाधान है ओलिगेटिव गुणविलयन के वे गुण हैं जो विलेय के कणों की संख्या पर निर्भर करते हैं। समाधान के संपार्श्विक गुणों में शामिल हैं:

परासरण दाब;

संतृप्त भाप दबाव। राउल्ट का नियम;

उबलते बिंदु में वृद्धि;

ठंडे तापमान में गिरावट।

परासरण। परासरण दाब।

मान लें कि एक बर्तन एक अर्ध-पारगम्य विभाजन (आकृति में बिंदीदार रेखा) द्वारा समान स्तर ओ-ओ से भरे दो भागों में विभाजित है। विलायक बाईं ओर रखा गया है, समाधान दाईं ओर रखा गया है।

विलायक समाधान

परासरण की घटना की अवधारणा के लिए

विभाजन के दोनों किनारों पर विलायक सांद्रता में अंतर के कारण, विलायक अनायास (ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार) अर्धपारगम्य विभाजन के माध्यम से समाधान में प्रवेश करता है, इसे पतला करता है। समाधान में विलायक के अधिमान्य प्रसार की प्रेरक शक्ति शुद्ध विलायक की मुक्त ऊर्जा और समाधान में विलायक के बीच का अंतर है। जब विलायक के स्वतःस्फूर्त विसरण के कारण विलयन को तनुकृत किया जाता है, तो विलयन का आयतन बढ़ जाता है और स्तर स्थिति O से स्थिति II में चला जाता है। एक अर्ध-पारगम्य विभाजन के माध्यम से समाधान में एक निश्चित प्रकार के कणों के एकतरफा प्रसार को कहा जाता है परासरण

की अवधारणा को पेश करके एक समाधान के आसमाटिक गुणों (शुद्ध विलायक के संबंध में) को मात्रात्मक रूप से चिह्नित करना संभव है परासरण दाब. उत्तरार्द्ध किसी दिए गए समाधान में अर्ध-पारगम्य विभाजन से गुजरने के लिए विलायक की प्रवृत्ति का एक उपाय है। यह अतिरिक्त दबाव के बराबर है जिसे समाधान पर लागू किया जाना चाहिए ताकि परासरण बंद हो जाए (दबाव का प्रभाव समाधान से विलायक के अणुओं की रिहाई में वृद्धि के लिए कम हो जाता है)।

समान आसमाटिक दबाव वाले विलयन कहलाते हैं आइसोटोनिकजीव विज्ञान में, इंट्रासेल्युलर सामग्री की तुलना में अधिक आसमाटिक दबाव वाले समाधान कहलाते हैं उच्च रक्तचाप से ग्रस्त, कम के साथ हाइपोटोनिक. एक ही समाधान एक प्रकार की कोशिका के लिए हाइपरटोनिक, दूसरे के लिए आइसोटोनिक और तीसरे के लिए हाइपोटोनिक है।

जीवों के अधिकांश ऊतकों में अर्ध-पारगम्यता के गुण होते हैं। इसलिए, जानवरों और पौधों के जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए आसमाटिक घटनाएं बहुत महत्वपूर्ण हैं। पाचन, चयापचय, आदि की प्रक्रियाएं। पानी और कुछ विलेय के लिए ऊतकों की विभिन्न पारगम्यता से निकटता से संबंधित हैं। परासरण की घटना पर्यावरण के साथ जीव के संबंध से संबंधित कुछ मुद्दों की व्याख्या करती है। उदाहरण के लिए, वे इस तथ्य के कारण हैं कि मीठे पानी की मछली समुद्र के पानी में नहीं रह सकती है, और समुद्री मछली नदी के पानी में नहीं रह सकती है।

वैंट हॉफ ने दिखाया कि एक गैर-इलेक्ट्रोलाइट समाधान में आसमाटिक दबाव विलेय की दाढ़ की एकाग्रता के समानुपाती होता है

आर ओएसएम = साथआरटी,

जहां आर ऑस्म - आसमाटिक दबाव, केपीए; सी - दाढ़ एकाग्रता, मोल / डीएम 3; R गैस स्थिरांक है, जो 8.314 J/mol∙K के बराबर है; टी - तापमान, के।

यह अभिव्यक्ति आदर्श गैसों के लिए मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण के समान है, लेकिन ये समीकरण विभिन्न प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। एक समाधान में आसमाटिक दबाव उत्पन्न होता है जब एक अर्ध-पारगम्य विभाजन के माध्यम से विलायक की एक अतिरिक्त मात्रा इसमें प्रवेश करती है। यह दबाव वह बल है जो सांद्रता को और बराबर करने से रोकता है।

वैंट हॉफ ने सूत्रबद्ध किया आसमाटिक दबाव का नियम: आसमाटिक दबाव उस दबाव के बराबर होता है जो विलेय उत्पन्न करेगा यदि यह एक आदर्श गैस के रूप में, समान तापमान पर घोल के समान आयतन पर कब्जा कर लेता है।

संतृप्त भाप दबाव। राउल का नियम।

एक अस्थिर तरल विलायक बी में एक गैर-वाष्पशील (ठोस) पदार्थ ए के पतला समाधान पर विचार करें। इस मामले में, समाधान पर कुल संतृप्त वाष्प दबाव विलायक के आंशिक वाष्प दबाव द्वारा निर्धारित किया जाता है, क्योंकि वाष्प दबाव विलेय की उपेक्षा की जा सकती है।

राउल्ट ने दिखाया कि विलयन P पर विलायक का संतृप्त वाष्प दाब शुद्ध विलायक P° से कम होता है। अंतर ° - Р = को विलयन पर वाष्प दाब में पूर्ण कमी कहा जाता है। यह मान, एक शुद्ध विलायक के वाष्प दबाव को संदर्भित करता है, अर्थात, (P ° -P) / P ° \u003d P / P °, वाष्प के दबाव में सापेक्ष कमी कहलाता है।

राउल्ट के नियम के अनुसार, घोल के ऊपर विलायक के संतृप्त वाष्प के दबाव में सापेक्ष कमी, घुले हुए गैर-वाष्पशील पदार्थ के मोल अंश के बराबर होती है।

(पी ° -पी) / पी ° \u003d एन \u003d 1 / (ν 1 + ν 2) \u003d एम आर.वी. /एम आर.वी. / (एम आरवी / एम आरवी + एम आर-ला। / एम आर-ला) \u003d एक्स ए

जहाँ X A विलेय का मोल अंश है। और चूँकि 1 = m r.v. /M r.v, फिर इस नियम का उपयोग करके, आप एक विलेय का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं।

राउल्ट के नियम का परिणाम।एक गैर-वाष्पशील पदार्थ के घोल पर वाष्प के दबाव में कमी, उदाहरण के लिए, पानी में, ले चेटेलियर संतुलन शिफ्ट सिद्धांत का उपयोग करके समझाया जा सकता है। दरअसल, एक समाधान में एक गैर-वाष्पशील घटक की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, जल-संतृप्त भाप प्रणाली में संतुलन वाष्प के हिस्से के संघनन की ओर बदल जाता है (पानी की एकाग्रता में कमी के लिए सिस्टम की प्रतिक्रिया) जब पदार्थ घुल जाता है), जो वाष्प के दबाव में कमी का कारण बनता है।

शुद्ध विलायक की तुलना में किसी विलयन पर वाष्प दाब में कमी से क्वथनांक में वृद्धि होती है और शुद्ध विलायक (t) की तुलना में विलयन के हिमांक में कमी आती है। ये मान विलेय - गैर-इलेक्ट्रोलाइट की दाढ़ सांद्रता के समानुपाती होते हैं, अर्थात्:

टी= Ks टी = K∙t∙1000/M∙a,

जहाँ c m विलयन की मोलर सांद्रता है; a विलायक का द्रव्यमान है। आनुपातिकता कारक सेवा , क्वथनांक में वृद्धि के मामले में, कहा जाता है एबुलियोस्कोपिक स्थिरांककिसी दिए गए विलायक के लिए (इ ), और हिमांक को कम करने के लिए - क्रायोस्कोपिक स्थिरांक(सेवा ). ये स्थिरांक, जो एक ही विलायक के लिए संख्यात्मक रूप से भिन्न होते हैं, क्वथनांक में वृद्धि और एक-दाढ़ समाधान के हिमांक में कमी की विशेषता रखते हैं, अर्थात। जब 1000 ग्राम विलायक में 1 मोल गैर-वाष्पशील गैर-इलेक्ट्रोलाइट घोलते हैं। इसलिए, उन्हें अक्सर क्वथनांक में दाढ़ की वृद्धि और समाधान के हिमांक में दाढ़ की कमी के रूप में जाना जाता है।

क्रिस्स्कोपिक और एबुलियोस्कोपिक स्थिरांक विलेय की सांद्रता और प्रकृति पर निर्भर नहीं करते हैं, लेकिन केवल विलायक की प्रकृति पर निर्भर करते हैं और आयाम kg∙deg/mol की विशेषता होती है।