დიდი ხნის განმავლობაში იღებ ძალიან ცხელ შხაპს, აბაზანის სარკე ორთქლით არის დაფარული. ფანჯარაზე ტოვებ ჭურჭელ წყალს და მერე აღმოაჩენ, რომ წყალი ადუღდა და ქვაბი დაიწვა. შეიძლება იფიქროთ, რომ წყალს უყვარს გაზიდან სითხეში გადაქცევა, შემდეგ თხევადიდან გაზზე გადაქცევა. მაგრამ როდის ხდება?
ვენტილირებადი სივრცეში წყალი თანდათან აორთქლდება ნებისმიერ ტემპერატურაზე. მაგრამ ის ადუღდება მხოლოდ გარკვეულ პირობებში. დუღილის წერტილი დამოკიდებულია სითხის ზემოთ წნევაზე. ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს დუღილის წერტილი იქნება 100 გრადუსი. სიმაღლესთან ერთად წნევა შემცირდება ისევე, როგორც დუღილის წერტილი. მონბლანის თავზე 85 გრადუსი იქნება და უგემრიელესი ჩაის მომზადების საშუალება არ არის! მაგრამ წნევის გაზქურაში, როდესაც სასტვენი უბერავს, წყლის ტემპერატურა უკვე 130 გრადუსია, წნევა კი 4-ჯერ მეტია ვიდრე ატმოსფერული. ამ ტემპერატურაზე საჭმელი უფრო სწრაფად იხარშება და გემოს არ ეპარება ბიჭს, რადგან სარქველი დახურულია.
ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობის ცვლილება ტემპერატურის ცვლილებებით.
ნებისმიერი სითხე შეიძლება გადაიქცეს აირად მდგომარეობაში, თუ საკმარისად გაცხელდება, ხოლო ნებისმიერი გაზი თხევად მდგომარეობაში, თუ გაცივდება. ამიტომ ბუტანი, რომელიც გამოიყენება გაზქურაში და ქვეყანაში, ინახება დახურულ ბალონებში. ეს არის თხევადი და ზეწოლის ქვეშ, როგორც წნევის გაზქურის. ხოლო ღია ცის ქვეშ 0 გრადუსზე დაბალ ტემპერატურაზე მეთანი ძალიან სწრაფად ადუღდება და აორთქლდება. თხევადი მეთანი ინახება გიგანტურ ავზებში - ავზებში. ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს მეთანი ადუღდება 160 გრადუსზე ნულის ქვემოთ ტემპერატურაზე. ტრანსპორტირებისას გაზის გაჟონვის თავიდან ასაცილებლად, ავზებს თერმოსებივით ფრთხილად ეხებიან.
ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობის ცვლილება წნევის ცვლილებით.
მატერიის თხევად და აირისებრ მდგომარეობებს შორის არის დამოკიდებულება ტემპერატურასა და წნევაზე. ვინაიდან თხევად მდგომარეობაში მატერია უფრო გაჯერებულია, ვიდრე აირის მდგომარეობაში, შეიძლება ვიფიქროთ, რომ თუ წნევა გაიზარდა, აირი მაშინვე გადაიქცევა სითხეში. მაგრამ ეს არ არის. თუმცა, თუ დაიწყებთ ჰაერის შეკუმშვას ველოსიპედის ტუმბოს საშუალებით, აღმოაჩენთ, რომ ის თბება. ის აგროვებს ენერგიას, რომელსაც გადასცემთ მას დგუშზე დაჭერით. გაზი შეიძლება გადაიზარდოს სითხეში შეკუმშვით მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ იგი ერთდროულად გაცივდება. პირიქით, სითხეებს სჭირდებათ სითბო აირებად გადაქცევისთვის. ამიტომ აორთქლებადი ალკოჰოლი ან ეთერი აშორებს ჩვენს ორგანიზმს სითბოს, ქმნის კანზე სიცივის შეგრძნებას. ზღვის წყლის აორთქლება ქარის გავლენით აციებს წყლის ზედაპირს, ხოლო ოფლიანობა აგრილებს სხეულს.
ნარევები შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთმანეთისგან არა მხოლოდ შემადგენლობა, არამედ მიერ გარეგნობა. იმისდა მიხედვით, თუ როგორ გამოიყურება ეს ნარევი და რა თვისებები აქვს მას, მას შეიძლება მივაკუთვნოთ ან ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი), ან ჰეტეროგენული (ჰეტეროგენული)ნარევები.
ერთგვაროვანი (ერთგვაროვანი)ეწოდება ისეთ ნარევებს, რომლებშიც მიკროსკოპის დახმარებითაც კი შეუძლებელია სხვა ნივთიერებების ნაწილაკების აღმოჩენა.
შემადგენლობა და ფიზიკური თვისებები ასეთი ნარევის ყველა ნაწილში ერთნაირია, რადგან არ არსებობს ინტერფეისი მის ცალკეულ კომპონენტებს შორის.
რომ ერთგვაროვანი ნარევებიეხება:
- აირების ნარევები;
- გადაწყვეტილებები;
- შენადნობები.
გაზის ნარევები
ასეთი ერთგვაროვანი ნარევის მაგალითია საჰაერო.
სუფთა ჰაერი შეიცავს სხვადასხვა აირისებრი ნივთიერებები:
- აზოტი (სუფთა ჰაერში მისი მოცულობითი წილი არის \(78\)%);
- ჟანგბადი (\(21\)%);
- კეთილშობილი აირები - არგონი და სხვა (\ (0,96 \)%);
- ნახშირორჟანგი (\(0.04\)%).
აირისებრი ნარევი არის ბუნებრივი აირიდა ასოცირებული ნავთობის გაზი. ამ ნარევების ძირითადი კომპონენტებია აირისებრი ნახშირწყალბადები: მეთანი, ეთანი, პროპანი და ბუტანი.
ასევე, აირისებრი ნარევი არის ისეთი განახლებადი რესურსი, როგორიცაა ბიოგაზიწარმოიქმნება ბაქტერიების მიერ ორგანული ნარჩენების დამუშავებისას ნაგავსაყრელებში, გამწმენდი ნაგებობების ავზებში და სპეციალურ დანადგარებში. ბიოგაზის ძირითადი კომპონენტია მეთანი, რომელიც შეიცავს ნახშირორჟანგის, გოგირდწყალბადის და რიგი სხვა აირისებრი ნივთიერებების ნარევს.
გაზის ნარევები: ჰაერი და ბიოგაზი. ჰაერი შეიძლება გაიყიდოს ცნობისმოყვარე ტურისტებზე, ხოლო მწვანე მასიდან სპეციალურ კონტეინერებში მიღებული ბიოგაზის გამოყენება საწვავად.
გადაწყვეტილებები
ამას ჩვეულებრივ ნივთიერებების თხევად ნარევებს უწოდებენ, თუმცა მეცნიერებაში ამ ტერმინს უფრო ფართო მნიშვნელობა აქვს: ჩვეულებრივად ხსნარს ვუწოდებთ. ნებისმიერი(მათ შორის აირისებრი და მყარი) ერთგვაროვანი ნარევინივთიერებები. ასე რომ, თხევადი ხსნარების შესახებ.
ბუნებაში ნაპოვნი მნიშვნელოვანი გამოსავალი არის ზეთი. მისი დამუშავების დროს მიღებული თხევადი პროდუქტები: ბენზინი, ნავთი, დიზელის საწვავი, მაზუთი, საპოხი ზეთები- ასევე სხვადასხვას ნაზავია ნახშირწყალბადები.
Ყურადღებით!
ხსნარის მოსამზადებლად საჭიროა აირისებრი, თხევადი ან მყარი ნივთიერების შერევა გამხსნელთან (წყალი, სპირტი, აცეტონი და ა.შ.).
Მაგალითად, ამიაკიმიღებული შემავალი აირის ამიაკის გახსნით. თავის მხრივ, მომზადება იოდის ნაყენებიკრისტალური იოდი იხსნება ეთილის სპირტში (ეთანოლში).
თხევადი ერთგვაროვანი ნარევები (ხსნარები): ზეთი და ამიაკი
შენადნობის (მყარი ხსნარის) მიღება შესაძლებელია საფუძველზე ნებისმიერი მეტალიდა ის შეიძლება შეიცავდეს ბევრ სხვადასხვა ნივთიერებას.
ამჟამად ყველაზე მნიშვნელოვანია რკინის შენადნობები- თუჯის და ფოლადი.
რკინის შენადნობებს, რომლებიც შეიცავს \(2\)%-ზე მეტ ნახშირბადს, უწოდებენ თუჯს, ხოლო რკინის შენადნობებს ნახშირბადის დაბალი შემცველობით - ფოლადები.
რასაც ჩვეულებრივ "რკინას" უწოდებენ, სინამდვილეში დაბალი ნახშირბადოვანი ფოლადია. გარდა ნახშირბადისრკინის შენადნობები შეიძლება შეიცავდეს სილიციუმი, ფოსფორი, გოგირდი.
სავარჯიშო 1. წერტილების ნაცვლად ჩასვით ეს ზედსართავი სახელები თხევადი, მყარი, აირისებრი .
სავარჯიშო 2. უპასუხეთ კითხვებს.
1. რა ნივთიერებები გვხვდება ბუნებაში?
2. რა მდგომარეობაშია მარილი?
3. რა მდგომარეობაშია ბრომი?
4. რა მდგომარეობაშია აზოტი?
5. რა მდგომარეობაშია წყალბადი და ჟანგბადი?
სავარჯიშო 3. წერტილების ნაცვლად ჩასვით საჭირო სიტყვები.
1. ბუნებაში არის ... ნივთიერებები.
2. ბრომი არის ... მდგომარეობაში.
3. მარილი არის ... ნივთიერება.
4. აზოტი არის ... მდგომარეობაში.
5. წყალბადი და ჟანგბადი არის ... ნივთიერებები.
6. არიან... მდგომარეობაში.
სავარჯიშო 4. ტექსტის მოსმენა. წაიკითხეთ ხმამაღლა.
ქიმიური ნივთიერებები იხსნება ან არ იხსნება წყალში. მაგალითად, გოგირდი (S) წყალში არ იხსნება. იოდი (I 2) ასევე წყალში უხსნადია. ჟანგბადი (O 2) და აზოტი (N 2) წყალში ცუდად ხსნადია. ეს არის ნივთიერებები, რომლებიც ცუდად იხსნება წყალში. ზოგიერთი ქიმიკატი კარგად იხსნება წყალში, მაგალითად შაქარი.
სავარჯიშო 5. უპასუხეთ კითხვებს სავარჯიშო 4-ის ტექსტს. ჩაწერეთ თქვენი პასუხები რვეულში.
1. რა ნივთიერებები არ იხსნება წყალში?
2. რა ნივთიერებები კარგად იხსნება წყალში?
3. რა ნივთიერებები ცუდად იხსნება წყალში?
სავარჯიშო 6. დაასრულეთ წინადადებები.
1. ქიმიკატები იხსნება ან ... .
2. ზოგიერთი ქიმიკატი კარგია... .
3. გლუკოზა და საქაროზა...
4. ჟანგბადი და აზოტი ცუდია...
5. გოგირდი და იოდი....
სავარჯიშო 7. დაწერეთ წინადადებები. გამოიყენეთ ფრჩხილებში მოცემული სიტყვები სწორი ფორმით.
1. მარილი იხსნება (ჩვეულ წყალში).
2. ზოგიერთი ცხიმი იხსნება (ბენზინში).
3. ვერცხლი იხსნება (აზოტმჟავაში).
4. ბევრი ლითონი იხსნება (გოგირდის მჟავა - H 2 SO 4).
5. მინა არც კი იხსნება (ჰიდროქლორინის მჟავაში - HCl).
6. ჟანგბადი და აზოტი ცუდად იხსნება (წყალში).
7. იოდი ძალიან ხსნადია (ალკოჰოლში ან ბენზოლში).
სავარჯიშო 8. ტექსტის მოსმენა. წაიკითხეთ ხმამაღლა.
ყველა ნივთიერებას აქვს ფიზიკური თვისებები. ფიზიკური თვისებებია ფერი, გემო და სუნი. მაგალითად, შაქარი თეთრი ფერისაა და ტკბილი გემო აქვს. ქლორს (Cl 2) აქვს მოყვითალო-მწვანე ფერი და მკვეთრი უსიამოვნო სუნი. გოგირდი (S) ყვითელია და ბრომი (Br 2) მუქი წითელი. გრაფიტი (C) მუქი ნაცრისფერია, ხოლო სპილენძი (Cu) ღია ვარდისფერია. NaCl მარილი თეთრი ფერისაა და აქვს მარილიანი გემო. ზოგიერთი მარილი მწარე გემოთი. ბრომს აქვს მკვეთრი სუნი.
სავარჯიშო 9. უპასუხეთ კითხვებს მე-8 სავარჯიშოს ტექსტს. პასუხები ჩაწერეთ რვეულში.
1. რა ფიზიკური თვისებები იცით?
2. რა ფიზიკური თვისებები აქვს შაქარს?
3. რა ფიზიკური თვისებები აქვს ქლორს?
4. რა ფერისაა გრაფიტი, გოგირდი, ბრომი და სპილენძი?
5. რა ფიზიკური თვისებები აქვს ნატრიუმის ქლორიდს (NaCl)?
6. როგორი გემო აქვს ზოგიერთ მარილს?
7. რა სუნი აქვს ბრომს?
სავარჯიშო 10. შეადგინეთ წინადადებები მოდელის მიხედვით.
ნიმუში: აზოტი არის გემო. აზოტს არ აქვს გემო. აზოტს არ აქვს გემო. აზოტი არის უგემოვნო ნივთიერება.
1. ნატრიუმის ქლორიდი - სუნი. -...
2. ცარცი - გემო და სუნი. -...
3. ალკოჰოლი არის ფერი. -...
4. წყალი - გემო, ფერი და სუნი. -...
5. შაქარი არის სუნი. -...
6. გრაფიტი - გემო და სუნი. - ....
სავარჯიშო 11. თქვით, რომ ნივთიერებებს აქვთ იგივე თვისებები, რაც წყალს.
ნიმუში: წყალი რთული ნივთიერებაა, ეთილის სპირტი ასევე რთული ნივთიერებაა.
1. წყალი სითხეა, ისევე როგორც აზოტის მჟავა...
2. წყალი გამჭვირვალე ნივთიერებაა, გოგირდის მჟავა ასევე ...
3. წყალს ფერი არ აქვს, ბრილიანტიც...
4. წყალს სუნი არ აქვს, ჟანგბადიც...
სავარჯიშო 12. თქვით, რომ წყალს ეთილის სპირტის გარდა სხვა თვისებები აქვს.
1. ეთილის სპირტი მსუბუქი სითხეა და წყალი ...
2. ეთილის სპირტს აქვს დამახასიათებელი სუნი, წყალს კი...
3. ეთილის სპირტს აქვს დაბალი დუღილის წერტილი, ხოლო წყალს ....
სავარჯიშო 13. დააზუსტე შემდეგი გზავნილები, გამოიყენე სიტყვები დამახასიათებელი, სპეციფიკური, მკვეთრი, იისფერი, წითელ-ყავისფერი, უფერო, მაღალი, ყვითელი .
ნიმუში: ბრომი მუქი სითხეა. ბრომი მუქი წითელი სითხეა.
1. ეთილის სპირტს აქვს სუნი. 2. იოდს აქვს სუნი. 3. იოდის ორთქლები ფერადდება. 4. მუქი იოდის ხსნარი. 5. გოგირდმჟავა სითხეა. 6. გოგირდმჟავას აქვს დუღილის წერტილი. 7. გოგირდს აქვს ფერი.
სავარჯიშო 14. გვიამბეთ ნივთიერებების ფიზიკურ თვისებებზე, გამოიყენეთ მოცემული სიტყვები და ფრაზები.
1. ფტორი (F 2) - გაზი - ღია მწვანე ფერი - მძაფრი სუნი - შხამიანი.
2. ქლორი (Cl 2) - გაზი - ყვითელი-მწვანე ფერი - მძაფრი სუნი - შხამიანი.
თუმცა, ზოგჯერ ძნელია საზღვრის დადგენა ნივთიერებების ფიზიკურ შერევასა და მათ ქიმიურ ურთიერთქმედებას შორის. მაგალითად, აირისებრი წყალბადის ქლორიდის HCl წყალთან შერევისას
H2O იქმნება H იონები 3 O + და Cl - . ისინი იზიდავენ მეზობელ წყლის მოლეკულებს, ქმნიან ჰიდრატებს. ამრიგად, საწყისი კომპონენტები - HCl და H 2 O - განიცდიან მნიშვნელოვან ცვლილებებს შერევის შემდეგ. მიუხედავად ამისა, იონიზაცია და დატენიანება (ზოგად შემთხვევაში, ხსნარი) განიხილება, როგორც ფიზიკური პროცესები, რომლებიც წარმოიქმნება ხსნარების წარმოქმნის დროს.ნარევების ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი სახეობა, რომელიც წარმოადგენს ერთგვაროვან ფაზას, არის კოლოიდური ხსნარები: გელები, ხსნარები, ემულსიები და აეროზოლები. ნაწილაკების ზომა კოლოიდურ ხსნარებში არის 1-1000 ნმ, ნამდვილ ხსნარებში
~ 0,1 ნმ (მოლეკულური ზომის მიხედვით).Ძირითადი ცნებები. ორ ნივთიერებას, რომლებიც ერთმანეთში იხსნება ნებისმიერი პროპორციით, ნამდვილი ხსნარების წარმოქმნით, ეწოდება სრულიად ურთიერთ ხსნადი. ასეთი ნივთიერებებია ყველა აირი, ბევრი სითხე (მაგალითად, ეთილის სპირტი- წყალი, გლიცერინი - წყალი, ბენზოლი - ბენზინი), ზოგიერთი მყარი (მაგალითად, ვერცხლი - ოქრო). მყარი ხსნარების მისაღებად ჯერ საჭიროა საწყისი მასალების დნობა, შემდეგ შერევა და გამაგრების საშუალება. მათი სრული ურთიერთხსნადობით წარმოიქმნება ერთი მყარი ფაზა; თუ ხსნადობა ნაწილობრივია, მაშინ ერთ-ერთი საწყისი კომპონენტის მცირე კრისტალები რჩება მიღებულ მყარში.თუ ორი კომპონენტი ქმნის ერთ ფაზას, როდესაც შერეულია მხოლოდ გარკვეული პროპორციებით, ხოლო სხვა შემთხვევაში ხდება ორი ფაზა, მაშინ მათ უწოდებენ ნაწილობრივ ურთიერთ ხსნადს. ასეთია, მაგალითად, წყალი და ბენზოლი: მათგან ჭეშმარიტი ხსნარები მიიღება მხოლოდ ბენზოლის დიდი მოცულობისთვის მცირე რაოდენობის წყლის, ან დიდი მოცულობის წყალში მცირე რაოდენობის ბენზოლის დამატებით. თუ შეურიეთ თანაბარი რაოდენობით წყალი და ბენზოლი, მაშინ წარმოიქმნება ორფაზიანი თხევადი სისტემა. მისი ქვედა ფენა არის წყალი მცირე რაოდენობით ბენზოლით, ხოლო ზედა
- ბენზოლი მცირე რაოდენობით წყალთან ერთად. ასევე არის ნივთიერებები, რომლებიც საერთოდ არ იხსნება ერთს მეორეში, მაგალითად, წყალი და ვერცხლისწყალი. თუ ორი ნივთიერება მხოლოდ ნაწილობრივ ურთიერთ ხსნადია, მაშინ მოცემულ ტემპერატურასა და წნევაზე, არსებობს ერთი ნივთიერების რაოდენობა, რომელსაც შეუძლია წონასწორობის პირობებში შექმნას ნამდვილი ხსნარი მეორესთან. ხსნარის შემზღუდველი კონცენტრაციის მქონე ხსნარს ეწოდება გაჯერებული. ასევე შეგიძლიათ მოამზადოთ ეგრეთ წოდებული ზეგაჯერებული ხსნარი, რომელშიც ხსნარის კონცენტრაცია კიდევ უფრო მეტია, ვიდრე გაჯერებულში. თუმცა, ზეგაჯერებული ხსნარები არასტაბილურია და პირობების ოდნავი ცვლილების შემთხვევაში, როგორიცაა შერევა, მტვრის ნაწილაკები ან გამხსნელი ნივთიერების კრისტალების დამატება, ჭარბი ნალექი წარმოიქმნება.ნებისმიერი სითხე იწყებს ადუღებას იმ ტემპერატურაზე, რომლის დროსაც მისი გაჯერებული ორთქლის წნევა აღწევს გარე წნევის მნიშვნელობას. მაგალითად, წყალი 101,3 კპა წნევის ქვეშ დუღს 100-ზე
° C რადგან ამ ტემპერატურაზე წყლის ორთქლის წნევა არის ზუსტად 101,3 კპა. თუმცა, თუ წყალში იხსნება ზოგიერთი არასტაბილური ნივთიერება, მაშინ მისი ორთქლის წნევა შემცირდება. იმისთვის, რომ მიღებული ხსნარის ორთქლის წნევა 101,3 კპა-მდე მიიყვანოთ, თქვენ უნდა გაათბოთ ხსნარი 100-ზე ზემოთ.° გ. აქედან გამომდინარეობს, რომ ხსნარის დუღილის წერტილი ყოველთვის უფრო მაღალია, ვიდრე სუფთა გამხსნელის დუღილის წერტილი. ანალოგიურად არის ახსნილი ხსნარების გაყინვის წერტილის შემცირება.რაულის კანონი. 1887 წელს ფრანგმა ფიზიკოსმა ფ. რაულმა, სწავლობდა სხვადასხვა არაასტაბილური სითხეებისა და მყარი ხსნარების ხსნარებს, დაადგინა კანონი, რომელიც ეხება ორთქლის წნევის შემცირებას არაელექტროლიტების განზავებულ ხსნარებზე კონცენტრაციით: გაჯერებული ორთქლის წნევის შედარებით შემცირება. გამხსნელი ხსნარზე ტოლია ხსნარის მოლური ფრაქციის. რაულის კანონიდან გამომდინარეობს, რომ განზავებული ხსნარის დუღილის წერტილის ზრდა ან გაყინვის წერტილის შემცირება სუფთა გამხსნელთან შედარებით, პროპორციულია გამხსნელის მოლური კონცენტრაციისა (ან მოლური ფრაქციის) და შეიძლება გამოყენებულ იქნას მისი მოლეკულის დასადგენად. წონა.გამოსავალს, რომლის ქცევაც ემორჩილება რაულტის კანონს, იდეალური ეწოდება. იდეალურ ხსნარებთან ყველაზე ახლოს არის არაპოლარული აირები და სითხეები (რომელთა მოლეკულები არ იცვლებიან ორიენტაციას ელექტრულ ველში). ამ შემთხვევაში, დაშლის სიცხე ნულის ტოლია, ხოლო ხსნარების თვისებების პირდაპირ პროგნოზირება შესაძლებელია, იცოდეთ საწყისი კომპონენტების თვისებები და პროპორციები, რომლებშიც ისინი შერეულია. რეალური გადაწყვეტილებებისთვის, ასეთი პროგნოზის გაკეთება შეუძლებელია. რეალური ხსნარების წარმოქმნის დროს სითბო ჩვეულებრივ გამოიყოფა ან შეიწოვება. სითბოს გამოყოფის პროცესებს ეგზოთერმული ეწოდება, ხოლო შთანთქმის პროცესებს ენდოთერმული.
ხსნარის ის მახასიათებლები, რომლებიც ძირითადად დამოკიდებულია მის კონცენტრაციაზე (გახსნილი ნივთიერების მოლეკულების რაოდენობა ერთეულ მოცულობაზე ან გამხსნელის მასაზე) და არა გამხსნელის ბუნებაზე, ე.წ.
კოლიგატიური . მაგალითად, სუფთა წყლის დუღილის წერტილი ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე არის 100° C, ხოლო ხსნარის დუღილის წერტილი, რომელიც შეიცავს 1 მოლი გახსნილ (არადისოციაციურ) ნივთიერებას 1000 გ წყალში უკვე 100,52° C, მიუხედავად ამ ნივთიერების ბუნებისა. თუ ნივთიერება იშლება, წარმოქმნის იონებს, მაშინ დუღილის წერტილი იზრდება გამხსნელი ნივთიერების ნაწილაკების მთლიანი რაოდენობის ზრდის პროპორციულად, რაც, დისოციაციის გამო, აღემატება ხსნარში დამატებული ნივთიერების მოლეკულების რაოდენობას. სხვა მნიშვნელოვანი კოლიგატიური სიდიდეებია ხსნარის გაყინვის წერტილი, ოსმოსური წნევა და გამხსნელის ნაწილობრივი ორთქლის წნევა.ხსნარის კონცენტრაცია არის მნიშვნელობა, რომელიც ასახავს პროპორციებს ხსნარსა და გამხსნელს შორის. ისეთი თვისობრივი ცნებები, როგორიცაა "განზავებული" და "კონცენტრირებული" მხოლოდ იმაზე მეტყველებს, რომ ხსნარი შეიცავს მცირე ან ბევრ ხსნარს. ხსნარების კონცენტრაციის გასაზომად ხშირად გამოიყენება პროცენტები (მასობრივი ან მოცულობა), ხოლო სამეცნიერო ლიტერატურაში - მოლის ან ქიმიური ეკვივალენტების რაოდენობა. (სმ . ექვივალენტი წონა)ხსნადი გამხსნელის ან ხსნარის მასის ან მოცულობის ერთეულზე. კონცენტრაციის ერთეულები ყოველთვის ზუსტად უნდა იყოს მითითებული, რათა თავიდან იქნას აცილებული დაბნეულობა. განვიხილოთ შემდეგი მაგალითი. ხსნარი, რომელიც შედგება 90 გ წყლისგან (მისი მოცულობა 90 მლ, რადგან წყლის სიმკვრივეა 1 გ/მლ) და 10 გ ეთანოლისგან (მისი მოცულობა 12,6 მლ, ვინაიდან ალკოჰოლის სიმკვრივეა 0,794 გ/მლ) აქვს. მასა 100 გ, მაგრამ ამ ხსნარის მოცულობა არის 101,6 მლ (და ტოლი იქნება 102,6 მლ, თუ წყლისა და ალკოჰოლის შერევისას მათი მოცულობა უბრალოდ დაემატება). ხსნარის პროცენტული კონცენტრაცია შეიძლება გამოითვალოს სხვადასხვა გზით:ან
ყველაზე გავრცელებული ერთეული მოლარობაა, მაგრამ მისი გაანგარიშებისას უნდა იქნას გათვალისწინებული გარკვეული ბუნდოვანებები. მაგალითად, მოცემული ნივთიერების 1M ხსნარის მისაღებად, მისი ზუსტი წონა, მოლის ტოლია. მასა გრამებში და ხსნარის მოცულობა 1 ლიტრამდე მიიყვანეთ. ამ ხსნარის მოსამზადებლად საჭირო წყლის რაოდენობა შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს ტემპერატურისა და წნევის მიხედვით. მაშასადამე, სხვადასხვა პირობებში მომზადებულ ორ ერთმოლარიან ხსნარს რეალურად არ აქვს ზუსტად იგივე კონცენტრაცია. მოლალობა გამოითვლება გამხსნელის გარკვეული მასიდან (1000 გ), რომელიც დამოუკიდებელია ტემპერატურისა და წნევისგან. ლაბორატორიულ პრაქტიკაში ბევრად უფრო მოსახერხებელია სითხეების გარკვეული მოცულობის გაზომვა (ამისთვის არის ბურეტები, პიპეტები, მოცულობითი კოლბები), ვიდრე მათი აწონვა, ამიტომ, სამეცნიერო ლიტერატურაში, კონცენტრაციები ხშირად გამოიხატება მოლში, ხოლო მოლალობა ჩვეულებრივ. გამოიყენება მხოლოდ ძალიან ზუსტი გაზომვებისთვის.
ნორმალურობა გამოიყენება გამოთვლების გასამარტივებლად. როგორც უკვე ვთქვით, ნივთიერებები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან მათი ეკვივალენტების შესაბამისი რაოდენობით. ერთი და იმავე ნორმალურობის სხვადასხვა ნივთიერების ხსნარების მომზადებით და მათი თანაბარი მოცულობის აღებით, შეგვიძლია დარწმუნებული ვიყოთ, რომ ისინი შეიცავს ეკვივალენტთა ერთსა და იმავე რაოდენობას.
სადაც რთულია (ან არაა აუცილებელი) გამხსნელისა და გამხსნელის გარჩევა, კონცენტრაცია იზომება მოლურ ფრაქციებში. მოლური ფრაქციები, მოლალობის მსგავსად, არ არის დამოკიდებული ტემპერატურასა და წნევაზე.
ხსნადი ნივთიერებისა და ხსნარის სიმკვრივის ცოდნა, შეიძლება ერთი კონცენტრაცია მეორეში გადაიყვანოთ: მოლარობა მოლალობად, მოლურ ფრაქციად და პირიქით. მოცემული ხსნარისა და გამხსნელის განზავებული ხსნარებისთვის ეს სამი რაოდენობა ერთმანეთის პროპორციულია.
ხსნადობა მოცემული ნივთიერების არის მისი უნარი შექმნას ხსნარი სხვა ნივთიერებებთან. რაოდენობრივად, აირის, თხევადი ან მყარი ხსნადობა იზომება მათი გაჯერებული ხსნარის კონცენტრაციით მოცემულ ტემპერატურაზე. ეს არის ნივთიერების მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, რომელიც ეხმარება გაიგოს მისი ბუნება, ასევე გავლენა მოახდინოს რეაქციების მიმდინარეობაზე, რომელშიც ეს ნივთიერება მონაწილეობს.გაზები. ქიმიური ურთიერთქმედების არარსებობის შემთხვევაში, აირები ერთმანეთს ერევა ნებისმიერი პროპორციით და ამ შემთხვევაში გაჯერებაზე ლაპარაკს აზრი არ აქვს. თუმცა, როდესაც გაზი იხსნება სითხეში, არის გარკვეული შეზღუდვის კონცენტრაცია, რომელიც დამოკიდებულია წნევასა და ტემპერატურაზე. ზოგიერთ სითხეში გაზების ხსნადობა კორელაციაშია მათი გათხევადების უნართან. ყველაზე ადვილად თხევადი აირები, როგორიცაა NH 3, HCl, SO2 , უფრო ხსნადია, ვიდრე ძნელად თხევადი გაზები, როგორიცაა O 2, H 2 და ის. გამხსნელსა და გაზს შორის ქიმიური ურთიერთქმედების არსებობისას (მაგალითად, წყალსა და NH-ს შორის 3 ან HCl) ხსნადობა იზრდება. მოცემული აირის ხსნადობა განსხვავდება გამხსნელის ბუნებაზე, მაგრამ გაზების განლაგების თანმიმდევრობა მათი ხსნადობის ზრდის შესაბამისად რჩება დაახლოებით იგივე სხვადასხვა გამხსნელისთვის.დაშლის პროცესი ემორჩილება Le Chatelier-ის (1884) პრინციპს: თუ წონასწორობაში მყოფ სისტემაზე რაიმე გავლენას ახდენს, მაშინ მასში მიმდინარე პროცესების შედეგად წონასწორობა გადაინაცვლებს იმ მიმართულებით, რომ ზემოქმედება შემცირდება. სითხეებში აირების დაშლა ჩვეულებრივ თან ახლავს სითბოს გამოყოფას. ამ შემთხვევაში, Le Chatelier-ის პრინციპის შესაბამისად, მცირდება გაზების ხსნადობა. ეს შემცირება რაც უფრო შესამჩნევია, მით უფრო მაღალია გაზების ხსნადობა: ასეთი გაზები აქვთ და ბ
ხსნარის უფრო მაღალი სითბო. მოხარშული ან გამოხდილი წყლის „რბილი“ გემო განპირობებულია მასში ჰაერის არარსებობით, რადგან მისი ხსნადობა მაღალ ტემპერატურაზე ძალიან მცირეა.წნევის მატებასთან ერთად იზრდება გაზების ხსნადობა. ჰენრის კანონის მიხედვით (1803 წ.) გაზის მასა, რომელსაც შეუძლია დაიშვას სითხის მოცემულ მოცულობაში მუდმივ ტემპერატურაზე, მისი წნევის პროპორციულია. ეს ქონება გამოიყენება გაზიანი სასმელების მოსამზადებლად. ნახშირორჟანგი იხსნება სითხეში 3-4 ატმ. ამ პირობებში მოცემულ მოცულობაში 3-4-ჯერ მეტი აირი (მასით) შეიძლება დაითხოვოს, ვიდრე 1 ატმ-ზე. ასეთი სითხის კონტეინერის გახსნისას მასში წნევა ეცემა და გახსნილი აირის ნაწილი ბუშტების სახით გამოიყოფა. მსგავსი ეფექტი შეინიშნება შამპანურის ბოთლის გახსნისას ან როდესაც მიწისქვეშა წყლები, დიდ სიღრმეზე ნახშირორჟანგით გაჯერებულია, ზედაპირზე ამოდის.
როდესაც გაზების ნარევი იხსნება ერთ სითხეში, თითოეული მათგანის ხსნადობა იგივე რჩება, როგორც სხვა კომპონენტების არარსებობის შემთხვევაში იმავე წნევით, როგორც ნარევის შემთხვევაში (დალტონის კანონი).
სითხეები. ორი სითხის ურთიერთ ხსნადობა განისაზღვრება იმით, თუ რამდენად მსგავსია მათი მოლეკულების სტრუქტურა („მსგავსი იხსნება მსგავსი“). არაპოლარული სითხეები, როგორიცაა ნახშირწყალბადები, ხასიათდება სუსტი ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედებით, ამიტომ ერთი სითხის მოლეკულები ადვილად აღწევენ მეორის მოლეკულებს შორის, ე.ი. სითხეები კარგად აურიეთ. ამის საპირისპიროდ, პოლარული და არაპოლარული სითხეები, როგორიცაა წყალი და ნახშირწყალბადები, კარგად არ ერწყმის ერთმანეთს. წყლის თითოეული მოლეკულა ჯერ უნდა გაექცეს სხვა მსგავსი მოლეკულების გარემოდან, რომლებიც ძლიერ იზიდავს მას თავისკენ და შეაღწიოს ნახშირწყალბადების მოლეკულებს შორის, რომლებიც სუსტად იზიდავს მას. პირიქით, ნახშირწყალბადების მოლეკულები, წყალში დასაშლელად, უნდა შეკუმშოს წყლის მოლეკულებს შორის, დაძლიონ მათი ძლიერი ურთიერთმიზიდულობა და ეს მოითხოვს ენერგიას. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება მოლეკულების კინეტიკური ენერგია, სუსტდება მოლეკულთაშორისი ურთიერთქმედება და იზრდება წყლისა და ნახშირწყალბადების ხსნადობა. ტემპერატურის მნიშვნელოვანი მატებით, მათი სრული ურთიერთხსნადობა მიიღწევა. ამ ტემპერატურას ეწოდება ზედა კრიტიკული ხსნარის ტემპერატურა (UCST).ზოგიერთ შემთხვევაში, ორი ნაწილობრივ შერეული სითხის ურთიერთხსნადობა იზრდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად. ეს ეფექტი შეინიშნება, როდესაც სითბო გამოიყოფა შერევის დროს, როგორც წესი, ქიმიური რეაქციის შედეგად. ტემპერატურის მნიშვნელოვანი შემცირებით, მაგრამ არა გაყინვის წერტილიდან ქვემოთ, შესაძლებელია მიაღწიოთ დაშლის ქვედა კრიტიკულ ტემპერატურას (LCST). შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ყველა სისტემას, რომელსაც აქვს LCTS აქვს ასევე UCTS (საპირისპირო არ არის საჭირო). თუმცა, უმეტეს შემთხვევაში ერთ-ერთი შერევადი სითხე დუღს VCTR-ის ქვემოთ. ნიკოტინ-წყლის სისტემას აქვს LCTR 61
° C და VCTR არის 208° C. 61-208 წლებში° C ეს სითხეები შეზღუდულია ხსნადი და ამ ინტერვალის გარეთ მათ აქვთ სრული ურთიერთხსნადობა.მყარი. ყველა მყარი ავლენს შეზღუდულ ხსნადობას სითხეებში. მათ გაჯერებულ ხსნარებს აქვთ გარკვეული შემადგენლობა მოცემულ ტემპერატურაზე, რაც დამოკიდებულია გამხსნელისა და გამხსნელის ბუნებაზე. ასე რომ, ნატრიუმის ქლორიდის წყალში ხსნადობა რამდენიმე მილიონჯერ აღემატება ნაფტალინის წყალში ხსნადობას და როცა ისინი იხსნება ბენზოლში, საპირისპირო სურათი შეინიშნება. ეს მაგალითი ასახავს ზოგად წესს, რომ მყარი ადვილად იხსნება სითხეში, რომელსაც აქვს მსგავსი ქიმიური და ფიზიკური თვისებები, მაგრამ არ იხსნება საპირისპირო თვისებების მქონე სითხეში.მარილები, როგორც წესი, ადვილად იხსნება წყალში და უარესი სხვა პოლარულ გამხსნელებში, როგორიცაა ალკოჰოლი და თხევადი ამიაკი. თუმცა, მარილების ხსნადობა ასევე მნიშვნელოვნად განსხვავდება: მაგალითად, ამონიუმის ნიტრატს აქვს მილიონჯერ მეტი ხსნადობა წყალში, ვიდრე ვერცხლის ქლორიდი.
სითხეებში მყარი ნივთიერებების დაშლას, როგორც წესი, თან ახლავს სითბოს შეწოვა და ლე შატელიეს პრინციპის მიხედვით, მათი ხსნადობა გაცხელებასთან ერთად უნდა გაიზარდოს. ეს ეფექტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნივთიერებების გასაწმენდად რეკრისტალიზაციის გზით. ამისათვის მათ ხსნიან მაღალ ტემპერატურაზე გაჯერებული ხსნარის მიღებამდე, შემდეგ ხსნარს აცივებენ და ხსნარის დალექვის შემდეგ ფილტრავენ. არსებობს ნივთიერებები (მაგალითად, კალციუმის ჰიდროქსიდი, სულფატი და აცეტატი), რომელთა ხსნადობა წყალში მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად.
მყარი, ისევე როგორც სითხეები, ასევე შეიძლება მთლიანად დაითხოვოს ერთმანეთში, წარმოქმნას ერთგვაროვანი ნარევი - ნამდვილი მყარი ხსნარი, თხევადი ხსნარის მსგავსი. ერთმანეთში ნაწილობრივ ხსნადი ნივთიერებები ქმნიან ორ წონასწორულ კონიუგირებულ მყარ ხსნარს, რომელთა შემადგენლობა იცვლება ტემპერატურის მიხედვით.
განაწილების კოეფიციენტი. თუ ნივთიერების ხსნარი ემატება წონასწორობის სისტემას ორი შეურევი ან ნაწილობრივ შერევადი სითხის შემადგენლობაში, მაშინ იგი ნაწილდება სითხეებს შორის გარკვეული პროპორციით, ნივთიერების მთლიანი რაოდენობისგან დამოუკიდებლად, სისტემაში ქიმიური ურთიერთქმედების არარსებობის შემთხვევაში. . ამ წესს ეწოდება განაწილების კანონი, ხოლო ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაციის თანაფარდობას სითხეებში ეწოდება განაწილების კოეფიციენტი. განაწილების კოეფიციენტი დაახლოებით უდრის მოცემული ნივთიერების ხსნადობის თანაფარდობას ორ სითხეში, ე.ი. ნივთიერება ნაწილდება სითხეებს შორის მისი ხსნადობის მიხედვით. ეს თვისება გამოიყენება მოცემული ნივთიერების ამოსაღებად მისი ხსნარიდან ერთ გამხსნელში სხვა გამხსნელის გამოყენებით. მისი გამოყენების კიდევ ერთი მაგალითია მადნებიდან ვერცხლის მოპოვების პროცესი, რომელშიც ის ხშირად შედის ტყვიასთან ერთად. ამისთვის გამდნარ მადანს უმატებენ თუთიას, რომელიც არ ერევა ტყვიას. ვერცხლი ნაწილდება გამდნარ ტყვიასა და თუთიას შორის, ძირითადად ამ უკანასკნელის ზედა ფენაში. ეს ფენა გროვდება და ვერცხლი გამოიყოფა თუთიის დისტილაციით.ხსნადობის პროდუქტი (და ა.შ ). ჭარბი (ნალექის) შორის მყარიმ xბ წ და მისი გაჯერებული ხსნარი ადგენს განტოლებით აღწერილ დინამიურ წონასწორობასამ რეაქციის წონასწორობის მუდმივია
და ეწოდება ხსნადობის პროდუქტი. ის მუდმივია მოცემულ ტემპერატურასა და წნევაზე და არის მნიშვნელობა, საიდანაც გამოითვლება და იცვლება ნალექის ხსნადობა. თუ ხსნარს ემატება ნაერთი, რომელიც იშლება იმავე სახელწოდების იონებად, როგორც ნაკლებად ხსნადი მარილის იონები, მაშინ, PR-ის გამოხატვის შესაბამისად, მარილის ხსნადობა მცირდება. ნაერთის დამატებისას, რომელიც რეაგირებს ერთ-ერთ იონთან, ის, პირიქით, გაიზრდება.იონური ნაერთების ხსნარების ზოგიერთი თვისების შესახებ იხილეთ ასევეელექტროლიტები.
ლიტერატურაშახპარონოვი მ.ი. ხსნარების მოლეკულური თეორიის შესავალი
. მ., 1956 წ რემი I. არაორგანული ქიმიის კურსი , ტ. 1-2. მ., 1963, 1966 წ
მახსოვს, როგორ გვიხსნიდნენ მატერიის მთლიანი მდგომარეობის განმარტებას ჯერ კიდევ დაწყებით სკოლაში. მასწავლებელმა კარგი მაგალითი მისცა თუნუქის ჯარისკაცზე და შემდეგ ყველაფერი ყველასთვის ნათელი გახდა. ქვემოთ ვეცდები განვაახლო ჩემი მოგონებები.
განსაზღვრეთ ნივთიერების მდგომარეობა
ისე, აქ ყველაფერი მარტივია: თუ ნივთიერება ხელში აიღება, ის იგრძნობა და დაჭერისას ინარჩუნებს მოცულობას და ფორმას - ეს არის მყარი მდგომარეობა. თხევად მდგომარეობაში ნივთიერება არ ინარჩუნებს ფორმას, მაგრამ ინარჩუნებს მოცულობას. მაგალითად, ჭიქაში არის წყალი, ამ მომენტში მას აქვს ჭიქის ფორმა. და თუ ფინჯანში ჩაასხით, ჭიქის ფორმას მიიღებს, მაგრამ თავად წყლის რაოდენობა არ შეიცვლება. ეს ნიშნავს, რომ თხევად მდგომარეობაში მყოფ ნივთიერებას შეუძლია შეცვალოს ფორმა, მაგრამ არა მოცულობა. აირის მდგომარეობაში ნივთიერების არც ფორმა და არც მოცულობა არ არის დაცული, მაგრამ ის ცდილობს შეავსოს მთელი არსებული სივრცე.
და ცხრილთან დაკავშირებით, აღსანიშნავია, რომ შაქარი და მარილი შეიძლება თხევად ნივთიერებებად გამოიყურებოდეს, მაგრამ სინამდვილეში ისინი ფხვიერი ნივთიერებებია, მათი მთელი მოცულობა შედგება პატარა მყარი კრისტალებისაგან.
ნივთიერების მდგომარეობა: თხევადი, მყარი, აირისებრი
მსოფლიოში ყველა ნივთიერება გარკვეულ მდგომარეობაშია: მყარი, თხევადი ან აირი. და ნებისმიერი ნივთიერება შეიძლება გადავიდეს ერთი მდგომარეობიდან მეორეში. გასაკვირია, რომ კალის ჯარისკაციც კი შეიძლება იყოს თხევადი. მაგრამ ამისათვის საჭიროა გარკვეული პირობების შექმნა, კერძოდ, მისი განთავსება ძალიან, ძალიან ცხელ ოთახში, სადაც კალა დნება და გადაიქცევა თხევად ლითონად.
მაგრამ წყლის მაგალითზე აგრეგაციის მდგომარეობის განხილვის უმარტივესი გზა.
- თუ თხევადი წყალი გაყინულია, ის გადაიქცევა ყინულად - ეს არის მისი მყარი მდგომარეობა.
- თუ თხევადი წყალი ძლიერად გაცხელებულია, მაშინ ის დაიწყებს აორთქლებას - ეს არის მისი აირისებრი მდგომარეობა.
- და თუ ყინულს გააცხელებთ, ის დაიწყებს დნობას და ისევ წყალში გადაიქცევა - ამას თხევადი მდგომარეობა ეწოდება.
განსაკუთრებით ღირს კონდენსაციის პროცესის ხაზგასმა: თუ აორთქლებულ წყალს კონცენტრირდებით და გაგრილებთ, მაშინ აირისებრი მდგომარეობა გადაიქცევა მყარ მდგომარეობაში - ამას ეწოდება კონდენსაცია და ასე წარმოიქმნება თოვლი ატმოსფეროში.
