مواد خالص تقریباً هرگز در طبیعت یافت نمی شوند. اساساً آنها به شکل مخلوط هایی ارائه می شوند که قادر به تشکیل سیستم های همگن یا ناهمگن هستند.
ویژگی های راه حل های واقعی
محلول های واقعی نوعی از سیستم های پراکنده هستند که استحکام بیشتری بین محیط پراکندگی و فاز پراکنده دارند.
کریستال هایی با اندازه های مختلف را می توان از هر ماده شیمیایی به دست آورد. در هر صورت، ساختار داخلی یکسانی خواهند داشت: شبکه کریستالی یونی یا مولکولی.
انحلال
در فرآیند حل کردن دانه های کلرید سدیم و شکر در آب، محلول یونی و مولکولی تشکیل می شود. بسته به درجه تکه تکه شدن، ماده می تواند به شکل زیر باشد:
- ذرات ماکروسکوپی مرئی بزرگتر از 0.2mm؛
- ذرات میکروسکوپی کوچکتر از 0.2 میلی متر را فقط می توان با میکروسکوپ گرفت.
محلول های واقعی و کلوئیدی در اندازه ذرات املاح متفاوت هستند. بلورهای نامرئی در زیر میکروسکوپ را ذرات کلوئیدی و حالت حاصل را محلول کلوئیدی می نامند.
مرحله حل
در بسیاری از موارد، محلول های واقعی، سیستم های خرد شده (پراکنده) از نوع همگن هستند. آنها حاوی یک فاز پیوسته پیوسته - یک محیط پراکندگی، و ذرات خرد شده با شکل و اندازه معین (فاز پراکنده) هستند. چگونه محلول های کلوئیدی با سیستم های واقعی تفاوت دارند؟
تفاوت اصلی در اندازه ذرات است. سیستم‌های پراکنده کلوئیدی ناهمگن در نظر گرفته می‌شوند، زیرا تشخیص مرز فاز در میکروسکوپ نوری غیرممکن است.
راه حل های واقعی - این گزینه زمانی است که در محیط یک ماده به شکل یون یا مولکول ارائه شود. آنها به محلول های همگن تک فازی اشاره دارند.
انحلال متقابل محیط پراکندگی و ماده پراکنده به عنوان پیش نیاز برای تشکیل سیستم های پراکنده در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، کلرید سدیم و ساکارز در بنزن و نفت سفید نامحلول هستند، بنابراین محلول های کلوئیدی در چنین حلالی تشکیل نمی شوند.
طبقه بندی سیستم های پراکنده
سیستم های پراکنده چگونه تقسیم می شوند؟ راه حل های واقعی، سیستم های کلوئیدی از جهات مختلف متفاوت هستند.
تقسیم بندی سیستم های پراکنده بر اساس وضعیت تجمع محیط و فاز پراکنده، تشکیل یا عدم وجود برهمکنش بین آنها وجود دارد.
ویژگی ها
ویژگی های کمی خاصی برای پراکندگی یک ماده وجود دارد. اول از همه، درجه پراکندگی مشخص می شود. این مقدار متقابل اندازه ذرات است. او استتعداد ذراتی را که می توان در یک ردیف در فاصله یک سانتی متر قرار داد مشخص می کند.
در صورتی که اندازه همه ذرات یکسان باشد، یک سیستم تک پراکنده تشکیل می شود. با ذرات نابرابر فاز پراکنده، یک سیستم polydisperse تشکیل می شود.
با افزایش پراکندگی یک ماده، فرآیندهایی که در سطح سطحی رخ می دهد در آن افزایش می یابد. برای مثال، سطح ویژه فاز پراکنده افزایش می‌یابد، اثر فیزیکوشیمیایی محیط در سطح مشترک بین دو فاز افزایش می‌یابد.
انواع سیستم های پراکنده
بسته به فازی که املاح در آن قرار خواهد گرفت، انواع مختلفی از سیستم های پراکنده متمایز می شوند.
آئروسل ها سیستم های پراکنده ای هستند که در آنها محیط پراکنده به صورت گازی ارائه می شود. مه ها آئروسل هایی هستند که دارای فاز پراکنده مایع هستند. دود و غبار توسط فاز پراکنده جامد تولید می شوند.
فوم پراکندگی یک ماده گازی در مایع است. مایعات در فوم ها به لایه هایی تبدیل می شوند که حباب های گاز را جدا می کنند.
امولسیون‌ها سیستم‌های پراکنده‌ای هستند که در آن یک مایع روی حجم مایع دیگر بدون حل شدن در آن توزیع می‌شود.
سوسپانسیون ها یا سوسپانسیون ها سیستم هایی با پراکندگی کم هستند که در آنها ذرات جامد در یک مایع قرار دارند. محلول های کلوئیدی یا سل ها در یک سیستم پراکندگی آبی هیدروسول نامیده می شوند.
بسته به وجود (عدم وجود) بین ذرات فاز پراکنده، سیستم های پراکنده آزاد یا منسجم متمایز می شوند. به گروه اولشامل لیوسول ها، آئروسل ها، امولسیون ها، سوسپانسیون ها می شود. در چنین سیستم هایی، هیچ تماسی بین ذرات و فاز پراکنده وجود ندارد. آنها تحت تأثیر گرانش آزادانه در محلول حرکت می کنند.
سیستم های منسجم - پراکنده در صورت تماس ذرات با فاز پراکنده به وجود می آیند که در نتیجه آن ساختارهایی به شکل شبکه یا چارچوب تشکیل می شود. چنین سیستم های کلوئیدی ژل نامیده می شوند.
فرآیند ژلاتینه شدن (ژلاتینه شدن) تبدیل یک سل به ژل بر اساس کاهش پایداری سل اصلی است. نمونه‌هایی از سیستم‌های پراکنده پیوندی سوسپانسیون‌ها، امولسیون‌ها، پودرها، فوم‌ها هستند. آنها همچنین شامل خاک تشکیل شده در فرآیند برهمکنش مواد آلی (هوموس) و مواد معدنی خاک هستند.
سیستم های پراکنده مویرگی با توده پیوسته ای از ماده که در مویرگ ها و منافذ نفوذ می کند متمایز می شوند. آنها پارچه، غشاهای مختلف، چوب، مقوا، کاغذ در نظر گرفته می شوند.
راه حل های واقعی سیستم های همگنی هستند که از دو جزء تشکیل شده اند. آنها می توانند در حلال هایی با حالت های مختلف تجمع وجود داشته باشند. حلال ماده ای است که بیش از حد مصرف می شود. جزئی که به مقدار ناکافی مصرف شود به عنوان املاح در نظر گرفته می شود.
ویژگی های راه حل
آلیاژهای سخت نیز محلولی هستند که در آنها فلزات مختلف به عنوان یک محیط و جزء پراکنده عمل می کنند. از نقطه نظر عملی، چنین مخلوط های مایعی که در آنها مایع به عنوان یک حلال عمل می کند، مورد توجه خاص است.
از مواد معدنی متعددحلال های مورد علاقه آب است. تقریباً همیشه، یک محلول واقعی زمانی تشکیل می‌شود که ذرات یک املاح با آب مخلوط شوند.
در بین ترکیبات آلی، مواد زیر حلال عالی هستند: اتانول، متانول، بنزن، تتراکلرید کربن، استون. به دلیل حرکت آشفته مولکول ها یا یون های جزء محلول، آنها تا حدی وارد محلول می شوند و یک سیستم همگن جدید را تشکیل می دهند.
مواد در توانایی آنها برای تشکیل محلول متفاوت هستند. برخی از آنها را می توان در مقادیر نامحدود با یکدیگر مخلوط کرد. یک مثال حل شدن کریستال های نمک در آب است.
ماهیت فرآیند انحلال از دیدگاه تئوری مولکولی-سینتیکی این است که پس از ورود کریستال های کلرید سدیم به حلال، به کاتیون های سدیم و آنیون های کلر تجزیه می شود. ذرات باردار نوسان می کنند، برخورد با ذرات خود حلال منجر به انتقال یون ها به حلال (اتصال) می شود. به تدریج، ذرات دیگر به فرآیند متصل می شوند، لایه سطحی از بین می رود، کریستال نمک در آب حل می شود. انتشار اجازه می دهد تا ذرات یک ماده در سراسر حجم حلال توزیع شود.
انواع راه حل های واقعی
راه حل واقعی سیستمی است که به چند نوع تقسیم می شود. این سیستم ها بر اساس نوع حلال به دو دسته آبی و غیر آبی تقسیم بندی می شوند. آنها همچنین بر اساس نوع املاح به قلیایی ها، اسیدها، نمک ها طبقه بندی می شوند.
بخوریدانواع مختلف راه حل های واقعی در رابطه با جریان الکتریکی: غیر الکترولیت ها، الکترولیت ها. بسته به غلظت املاح، آنها را می توان رقیق یا غلیظ کرد.
محلول های واقعی مواد کم مولکولی از دیدگاه ترمودینامیکی به واقعی و ایده آل تقسیم می شوند.
چنین محلول هایی می توانند پراکنده یونی و همچنین سیستم های پراکنده مولکولی باشند.
اشباع محلولها
بسته به اینکه چند ذره وارد محلول می شوند، محلول های فوق اشباع، غیراشباع و اشباع وجود دارد. محلول یک سیستم همگن مایع یا جامد است که از چندین جزء تشکیل شده است. در هر چنین سیستمی، یک حلال و همچنین یک املاح لزوماً وجود دارد. وقتی برخی از مواد حل می شوند، گرما آزاد می شود.
چنین فرآیندی نظریه محلول ها را تأیید می کند که بر اساس آن انحلال به عنوان یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی در نظر گرفته می شود. فرآیند حلالیت به سه گروه تقسیم می شود. اولی آن دسته از موادی هستند که می توانند به مقدار 10 گرم در 100 گرم حلال حل شوند و به آنها بسیار محلول می گویند.
اگر کمتر از 10 گرم در 100 گرم جزء حل شود، موادی کم محلول در نظر گرفته می شوند، بقیه نامحلول نامیده می شوند.
نتیجه گیری
سیستم هایی متشکل از ذرات با حالت های مختلف تجمع، اندازه ذرات، برای زندگی عادی انسان ضروری هستند. درست است، راه حل های کلوئیدی، که در بالا مورد بحث قرار گرفت، استفاده می شودتولید دارو، تولید مواد غذایی. با دانستن غلظت یک املاح، می توانید به طور مستقل محلول لازم، به عنوان مثال، اتیل الکل یا اسید استیک را برای اهداف مختلف در زندگی روزمره تهیه کنید. بسته به وضعیت تجمع املاح و حلال، سیستم های حاصل دارای ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاصی هستند.
