Oplosbaarheid is wat?

Chemie is een interessante en vrij ingewikkelde wetenschap. De termen en concepten komen ons tegen in het dagelijks leven, en het is niet altijd intuïtief duidelijk wat ze betekenen en wat hun betekenis is. Een dergelijk concept is oplosbaarheid. Deze term wordt veel gebruikt in de theorie van oplossingen, en in het dagelijks leven worden we geconfronteerd met het gebruik ervan omdat ze omringd zijn door deze zeer oplossingen. Maar het is niet zoveel het gebruik van dit concept als de fysieke verschijnselen die het betekent. Maar voordat we verdergaan met het hoofdstuk van ons verhaal, gaan we door tot de negentiende eeuw, toen Svante Arrhenius en Wilhelm Ostwald de theorie van elektrolytische dissociatie formuleerden .

verhaal

Het onderzoek naar oplossingen en oplosbaarheid begint met de fysieke theorie van dissociatie. Het is het eenvoudigste te begrijpen, maar te primitief en alleen in momenten valt samen met de realiteit. De essentie van deze theorie is dat de opgeloste stof die in de oplossing valt, ontleedt in geladen deeltjes, genaamd ionen. Het zijn deze deeltjes die de chemische eigenschappen van de oplossing bepalen en sommige fysische eigenschappen ervan, waaronder geleidbaarheid en kookpunt, smelten en kristalliseren.

Er zijn echter meer complexe theorieën die de oplossing als een systeem beschouwen, waarbij de deeltjes in elkaar interageren en de zogenaamde solvaten vormen - ionen omringd door dipolen. De dipool is in zijn geheel een neutraal molecuul, waarvan de polen verschillende ladingen zijn. Dipolem is meestal een oplosmiddelmolecuul. In de oplossing komt de opgeloste stof in ionen op en de dipolen worden aangetrokken tot één ionen met een ander uiteinde geladen ten opzichte van hen, en aan andere ionen - respectievelijk aan het andere uiteinde van de lading, ten laste gelegd. Zo worden solvaten verkregen - moleculen met een schil van andere neutrale moleculen.

Laten we nu een beetje over de essentie van de theorieën zelf praten en naar hen nader kijken.

Theorie van oplossingen

De vorming van dergelijke deeltjes kan een verscheidenheid aan fenomenen verklaren die niet door de klassieke theorie van oplossingen kunnen worden omschreven. Bijvoorbeeld, het thermische effect van de oplossingsreactie. Uit de positie van de Arrhenius-theorie is het moeilijk om te zeggen waarom, wanneer men een stof in een andere oplevert, warmte kan worden geabsorbeerd en vrijgegeven. Ja, het kristalrooster is vernietigd en daarom wordt de energie uitgeput en wordt de oplossing afgekoeld, of wordt het in de verval veroorzaakt door de overmatige energie van de chemische bindingen. Maar om dit uit het standpunt van de klassieke theorie uit te leggen is onmogelijk, omdat het mechanisme van vernietiging onbegrijpelijk blijft. En als u de chemische theorie van oplossingen toepast, wordt het duidelijk dat de moleculen van het oplosmiddel, die in de holtes van het rooster weven, het van binnen verstoren, alsof de ionen van elkaar afschermen met een solvate shell.

In het volgende gedeelte zullen we overwegen wat oplosbaarheid en alles is die verband houden met deze schijnbaar eenvoudige en intuïtieve figuur.

Het concept van oplosbaarheid

Het is puur intuïtief duidelijk dat oplosbaarheid laat zien hoe goed een bepaalde stof in een bepaald oplosmiddel oplost. We weten echter weinig over de aard van het oplossen van stoffen. Waarom lost het krijt bijvoorbeeld niet in water en tafelzout - integendeel? Het gaat allemaal om de sterkte van de bindingen in de molecule. Als de bindingen sterk zijn, dan kunnen deze deeltjes niet in ionen dissociëren, waardoor het kristal wordt vernietigd. Daarom blijft het onoplosbaar.

Oplosbaarheid is een kwantitatieve eigenschap die aantoont hoeveel van de opgeloste stof in de vorm van gesolvateerde deeltjes is. De waarde ervan hangt af van de aard van de opgeloste stof en het oplosmiddel. De oplosbaarheid in water voor verschillende stoffen is verschillend, afhankelijk van de bindingen tussen de atomen in het molecuul. Stoffen met covalente bindingen hebben de laagste oplosbaarheid, terwijl die met ionische bindingen de hoogste oplosbaarheid hebben.

Maar het is niet altijd mogelijk om te begrijpen welke oplosbaarheid groot is en wat klein is. Daarom zullen we in het volgende gedeelte bespreken wat de oplosbaarheid van verschillende stoffen in water is.

vergelijking

In de natuur zijn er veel vloeibare oplosmiddelen. Nog meer zijn er alternatieve stoffen die kunnen dienen als de laatste wanneer bepaalde voorwaarden worden bereikt, bijvoorbeeld een bepaalde aggregaatstaat. Het wordt duidelijk dat als we gegevens verzamelen over de oplosbaarheid in elkaar van het "opgeloste stof-oplosmiddel" -paar, zal er niet voor een eeuwigheid genoeg zijn, omdat de combinaties een groot aantal produceren. Daarom is het zo gebeurd dat op onze planeet het universele oplosmiddel en de standaard water is. Zij hebben het gedaan omdat het de meest voorkomende op aarde is.

Zo werd een tafel van wateroplosbaarheid voor honderden en duizenden stoffen bereid. We hebben het allemaal gezien, maar in een kortere en begrijpelijke versie. In de cellen van de tabel worden de letters die een oplosbare stof bevatten, onoplosbaar of licht oplosbaar. Maar er zijn sneller gespecialiseerde tafels voor mensen die serieus zijn met de chemie. Er wordt de exacte numerieke waarde van oplosbaarheid in gram per liter oplossing aangegeven.

Laten we nu de theorie van zo'n concept omzetten als oplosbaarheid.

Chemie van oplosbaarheid

Hoe het oplossingsproces zelf aan de hand is, hebben we al eerder de vorige secties gedemonteerd. Maar hoe, bijvoorbeeld, dit alles in de vorm van een reactie te schrijven? Hier is alles niet zo simpel. Bijvoorbeeld, wanneer het zuur oplost, communiceert het waterstofion met water om het hydroxoniumion H3O ^{+ te vormen} . Dus voor HCl zal de reactievergelijking er zo uitzien:

HC1 + H20 = H3O ⁺ + Cl ^-

De oplosbaarheid van zouten, afhankelijk van hun structuur, wordt ook bepaald door hun chemische reactie. Het uiterlijk van deze laatste hangt af van de structuur van het zout en de bindingen binnen zijn moleculen.

We hebben uitgeput hoe grafisch de oplosbaarheid van zouten in water te schrijven. Nu is het tijd voor praktische toepassing.

toepassing

Als we de gevallen opgeven wanneer deze hoeveelheid nodig is, is er niet genoeg tijd. Indirect kan het worden gebruikt om andere hoeveelheden te berekenen die zeer belangrijk zijn voor het bestuderen van elke oplossing. Zonder dat kon we de exacte concentratie van de stof niet kennen, de activiteit ervan kon niet beoordelen of het geneesmiddel iemand kuurt of doodt (in feite in grote hoeveelheden, zelfs water is gevaarlijk voor het leven).

Naast de chemische industrie en wetenschappelijke doeleinden is het begrip van de essentie van oplosbaarheid ook noodzakelijk in het dagelijks leven. Immers, soms is het nodig om een oververzadigde oplossing van een stof voor te bereiden. Bijvoorbeeld, het is nodig om zoutkristallen te verkrijgen voor het huiswerk van een kind. Door de oplosbaarheid van zout in water te kennen, kunnen we gemakkelijk bepalen hoeveel het in een vaartuig in slaap moet vallen, zodat het kristallen van een overbevolking begint te precipiteren en te vormen.

Voordat we onze korte excursie in de chemie afronden, laten we praten over verschillende concepten die aan de oplosbaarheid grenzen.

Wat is nog meer interessant?

Naar ons mening, als u deze sectie hebt bereikt, heeft u waarschijnlijk al begrepen dat oplosbaarheid niet alleen een vreemde chemische hoeveelheid is. Het is de basis voor andere hoeveelheden. En onder hen: concentratie, activiteit, dissociatieconstante, pH. En dit is geen complete lijst. U moet minstens één van deze woorden hebben gehoord. Zonder deze kennis van de aard van oplossingen, waarvan de studie met oplosbaarheid begon, kunnen we de moderne chemie en de natuurkunde niet meer voorstellen. Wat betekent fysiek? Soms behandelen fysici ook oplossingen, meet hun geleidbaarheid en gebruik hun andere eigenschappen voor hun eigen behoeften.

conclusie

In dit artikel hebben we zo'n chemisch concept bekend gemaakt als oplosbaarheid. Dit was waarschijnlijk heel nuttige informatie, aangezien de meesten van ons nauwelijks de diepste essentie van de theorie van oplossingen voorstellen, zonder het verlangen om in zijn studie in detail te plukken. In ieder geval is het heel handig om je hersenen op te leiden, iets nieuws te leren. Immers, een persoon moet "opnieuw studeren, leren en studeren".