Таза заттар табиғатта ешқашан кездеспейді. Негізінен олар біртекті немесе гетерогенді жүйелерді құра алатын қоспалар түрінде ұсынылған.
Шынайы шешімдердің мүмкіндіктері
Нағыз шешімдер дисперстік орта мен дисперсті фаза арасында беріктігі жоғары дисперсті жүйелердің бір түрі болып табылады.
Кез келген химиялық заттан әртүрлі көлемдегі кристалдар алуға болады. Кез келген жағдайда олардың ішкі құрылымы бірдей болады: иондық немесе молекулалық кристалдық тор.
Еріту
Натрий хлориді мен қант дәндерін суда еріту процесінде иондық және молекулалық ерітінді түзіледі. Бөлшектену дәрежесіне байланысты зат келесі түрде болуы мүмкін:
- 0,2 мм-ден үлкен көрінетін макроскопиялық бөлшектер;
- 0,2 мм-ден кіші микроскопиялық бөлшектерді тек микроскоппен түсіруге болады.
Нағыз және коллоидты ерітінділер еріген заттың бөлшектерінің өлшемдері бойынша ерекшеленеді. Микроскоппен көрінбейтін кристалдар коллоидты бөлшектер, ал пайда болған күй коллоидтық ерітінді деп аталады.
Шешу кезеңі
Көптеген жағдайларда шынайы ерітінділер біртекті түрдегі ұсақталған (дисперсті) жүйелер болып табылады. Олардың құрамында үздіксіз үздіксіз фаза – дисперсиялық орта және белгілі бір пішін мен өлшемдегі ұсақталған бөлшектер (дисперсті фаза) болады. Коллоидты ерітінділердің шынайы жүйелерден айырмашылығы неде?
Негізгі айырмашылық - бөлшектердің өлшемі. Коллоидты-дисперсті жүйелер гетерогенді болып саналады, өйткені жарық микроскопында фазалар шекарасын анықтау мүмкін емес.
Шынайы шешімдер - бұл зат қоршаған ортада иондар немесе молекулалар түрінде ұсынылған кездегі нұсқа. Олар бір фазалы біртекті шешімдерге жатады.
Дисперстік орта мен дисперсті заттың өзара еруі дисперстік жүйелердің пайда болуының алғы шарты ретінде қарастырылады. Мысалы, натрий хлориді мен сахароза бензол мен керосинде ерімейді, сондықтан мұндай еріткіште коллоидты ерітінділер түзілмейді.
Дисперстік жүйелердің классификациясы
Дисперстік жүйелер қалай бөлінеді? Шынайы ерітінділер, коллоидтық жүйелер бірнеше жолмен ерекшеленеді.
Дисперстік жүйелердің орта мен дисперстік фазаның агрегация күйіне, олардың арасындағы өзара әсерлесудің пайда болуына немесе болмауына қарай бөлінуі бар.
Мүмкіндіктер
Заттың дисперстілігінің белгілі бір сандық сипаттамалары бар. Ең алдымен, дисперсия дәрежесі ажыратылады. Бұл мән бөлшектердің өлшеміне кері мән болып табылады. Олбір сантиметр қашықтықта бір қатарға орналастыруға болатын бөлшектердің санын сипаттайды.
Барлық бөлшектердің өлшемдері бірдей болған жағдайда монодисперсті жүйе түзіледі. Дисперсті фазаның тең емес бөлшектерімен полидисперстік жүйе түзіледі.
Заттың дисперсиясының жоғарылауымен ондағы фаза аралық бетінде болатын процестер артады. Мысалы, дисперсті фазаның меншікті беті ұлғаяды, екі фаза арасындағы шекарадағы ортаның физика-химиялық әсері артады.
Дисперстік жүйелердің нұсқалары
Еріген зат болатын фазаға байланысты дисперсті жүйелердің әртүрлі нұсқалары ажыратылады.
Аэрозольдер – дисперсті орта газ түрінде берілген дисперсті жүйелер. Тұман – сұйық дисперсті фазасы бар аэрозольдер. Түтін мен шаң қатты дисперсті фазада пайда болады.
Көбік – газ тәрізді заттың сұйықтағы дисперсиясы. Көбіктегі сұйықтықтар газ көпіршіктерін бөлетін қабыршақтарға айналады.
Эмульсиялар – дисперсті жүйелер, мұнда бір сұйықтық ерімей, екіншісінің көлеміне таралады.
Суспензиялар немесе суспензиялар қатты бөлшектер сұйықта болатын төмен дисперсті жүйелер. Сулы дисперсиялық жүйедегі коллоидты ерітінділер немесе ерітінділер гидрозолдар деп аталады.
Дисперсті фаза бөлшектерінің арасында болуына (болмауына) байланысты еркін дисперсті немесе когерентті дисперсті жүйелер бөлінеді. Бірінші топқалиозольдер, аэрозольдар, эмульсиялар, суспензиялар жатады. Мұндай жүйелерде бөлшектер мен дисперстік фаза арасында байланыстар болмайды. Олар ауырлық күшінің әсерінен ерітіндіде еркін қозғалады.
Когезивті-дисперсті жүйелер бөлшектердің дисперстік фазамен жанасуы кезінде пайда болады, нәтижесінде тор немесе қаңқа түріндегі құрылымдар түзіледі. Мұндай коллоидтық жүйелер гельдер деп аталады.
Гельдену (желатинизация) процесі – бастапқы ерітіндінің тұрақтылығының төмендеуіне негізделген золдың гельге айналуы. Байланысқан дисперстік жүйелердің мысалдары суспензиялар, эмульсиялар, ұнтақтар, көбіктер. Оларға сондай-ақ органикалық (гумус) заттар мен топырақ минералдарының әрекеттесу процесінде түзілетін топырақ жатады.
Капиллярлы-дисперсті жүйелер капиллярлар мен кеуектерге енетін заттардың үздіксіз массасымен ерекшеленеді. Олар маталар, әртүрлі мембраналар, ағаш, картон, қағаз болып саналады.
Нағыз шешімдер екі компоненттен тұратын біртекті жүйелер болып табылады. Олар әртүрлі агрегаттық күйдегі еріткіштерде болуы мүмкін. Еріткіш - бұл артық алынған зат. Жеткіліксіз мөлшерде қабылданған компонент еріген зат болып саналады.
Шешімдердің мүмкіндіктері
Қатты қорытпалар сонымен қатар әр түрлі металдар дисперсті орта және компонент ретінде әрекет ететін ерітінділер болып табылады. Практикалық тұрғыдан алғанда, сұйық еріткіш ретінде әрекет ететін сұйық қоспалар ерекше қызығушылық тудырады.
Көптеген бейорганикалық заттарданЕрекше қызығушылық тудыратын еріткіштер - су. Әрқашан дерлік шынайы ерітінді еріген заттың бөлшектерін сумен араластырғанда пайда болады.
Органикалық қосылыстардың ішінде келесі заттар тамаша еріткіштер болып табылады: этанол, метанол, бензол, төрт хлорлы көміртек, ацетон. Ерітілген компоненттің молекулаларының немесе иондарының ретсіз қозғалысына байланысты олар жартылай ерітіндіге өтіп, жаңа біртекті жүйені құрайды.
Заттар ерітінді түзу қабілетімен ерекшеленеді. Кейбіреулерді бір-бірімен шектеусіз мөлшерде араластыруға болады. Мысалы, тұз кристалдарының суда еруі.
Молекулалық-кинетикалық теория тұрғысынан еріту процесінің мәні мынада: еріткішке натрий хлоридінің кристалдары енгізілгеннен кейін ол натрий катиондары мен хлор аниондарына диссоциацияланады. Зарядталған бөлшектер тербеледі, еріткіштің өз бөлшектерімен соқтығысуы иондардың еріткішке өтуіне (байланыстыру) әкеледі. Біртіндеп процеске басқа бөлшектер қосылады, беткі қабат бұзылады, тұз кристалы суда ериді. Диффузия зат бөлшектерінің еріткіштің бүкіл көлеміне таралуына мүмкіндік береді.
Шынайы шешімдер түрлері
Шынайы шешім – бірнеше түрге бөлінген жүйе. Мұндай жүйелердің еріткіш түріне қарай сулы және сусыз болып жіктелуі бар. Олар сондай-ақ еріген зат нұсқасына қарай сілтілер, қышқылдар, тұздар болып жіктеледі.
Тамақ ішіңізэлектр тогына қатысты шынайы ерітінділердің әртүрлі түрлері: бейэлектролиттер, электролиттер. Еріген заттың концентрациясына байланысты оларды сұйылтуға немесе концентрлеуге болады.
Төмен молекулалы заттардың шынайы ерітінділері термодинамикалық тұрғыдан нақты және идеалды болып бөлінеді.
Мұндай ерітінділер ионды дисперсті, сондай-ақ молекулалық дисперсті жүйелер болуы мүмкін.
Ерітінділердің қанықтылығы
Ерітіндіге қанша бөлшектер түсетініне байланысты аса қаныққан, қанықпаған, қаныққан ерітінділер болады. Ерітінді деп бірнеше құрамдас бөліктерден тұратын сұйық немесе қатты біртекті жүйені айтады. Кез келген мұндай жүйеде еріген зат сияқты еріткіш міндетті түрде болады. Кейбір заттар еріген кезде жылу бөлінеді.
Мұндай процесс ерітінділер теориясын растайды, оған сәйкес еру физикалық және химиялық процесс ретінде қарастырылады. Ерігіштік процесінің үш топқа бөлінуі бар. Біріншісі - 100 г еріткіште 10 г мөлшерде ери алатын заттар, олар жақсы еритін деп аталады.
100 г құрамдас бөлікте 10 г-нан аз еритін заттар аз еритін болып саналады, қалғандары ерімейтін деп аталады.
Қорытынды
Агрегация күйі, бөлшектердің өлшемдері әртүрлі бөлшектерден тұратын жүйелер адамның қалыпты өмір сүруіне қажет. Рас, жоғарыда қарастырылған коллоидтық ерітінділер қолданыладыдәрі-дәрмек өндірісі, азық-түлік өндірісі. Еріген заттың концентрациясын біле отырып, күнделікті өмірде әртүрлі мақсаттар үшін қажетті ерітіндіні, мысалы, этил спиртін немесе сірке қышқылын дербес дайындауға болады. Еріген зат пен еріткіштің агрегация күйіне байланысты алынған жүйелер белгілі физикалық және химиялық сипаттамаларға ие.
