Розчинення. Розчинність речовин у воді

Розчини відіграють дуже важливу роль в природі, науці і техніці. Вода, настільки широко поширена в природі, завжди містить розчинені речовини. У прісній воді річок і озер їх мало, в той час як в морській воді міститься близько 3,5% розчинених солей. У первинному океані (під час появи життя на Землі) масова частка солей, за припущеннями, була низька, близько 1%.

“Саме в цьому розчині вперше розвинулися живі організми, і з цього розчину вони отримали іони і молекули, необхідні для їх росту й життя… З плином часу живі організми розвивалися і змінювалися, що дозволило їм покинути водне середовище і перейти на сушу і потім піднятися в повітря. Вони придбали цю здатність, зберігши в своїх організмах водний розчин у вигляді рідин, що містять необхідний запас іонів і молекул “- ось так оцінює роль розчинів у виникненні та розвитку життя на Землі відомий американський хімік, лауреат Нобелівської премії Лайнус Полінг. Усередині нас, в кожній нашій клітині – нагадування про первинному океані, в якому зародилося життя, – водному розчині, що забезпечує саме життя.

У кожному живому організмі нескінченно тече по судинах – артеріях, венах і капілярах – чарівний розчин, що становить основу крові, масова частка солей в ньому така ж, як в первинному океані, – 0,9%. Складні фізико-хімічні процеси, що відбуваються в організмах людини і тварин, також протікають в розчинах. Засвоєння їжі пов’язане з переведенням поживних речовин в розчин. Природні водні розчини беруть участь у процесах грунтоутворення і забезпечують рослини поживними речовинами. Багато технологічних процесів в хімічній та інших галузях промисловості, наприклад отримання соди, добрив, кислот, металів, паперу, протікають в розчинах. Вивчення властивостей розчинів займає дуже важливе місце в сучасній науці. Так що ж таке розчин?

Відмінність розчину від інших сумішей в тому, що частинки складових частин розподіляються в ньому рівномірно, і в будь-якому мікрооб’ємах такої суміші складу однаковий.

Тому під розчинами розуміли однорідні суміші, що складаються з двох або більше однорідних частин. Це уявлення виходило з фізичної теорії розчинів.

Прихильники фізичної теорії розчинів, яку розвивали Вант-Гофф, Арреніус і Оствальд, вважали, що процес розчинення є результатом дифузії, т. Е. Проникнення розчиненої речовини в проміжки між молекулами води.

На противагу уявленням фізичної теорії розчинів Д. І. Менделєєв і прихильники хімічної теорії розчинів доводили, що розчинення є результатом хімічної взаємодії розчиненої речовини з молекулами води. Тому правильніше (точніше) визначати розчин як однорідну систему, що складається з частинок розчиненої речовини, розчинника та продуктів їх взаємодії.

У результаті хімічної взаємодії розчиненої речовини з водою утворюються сполуки – гідрати. Про хімічній взаємодії говорять такі ознаки хімічних реакцій, як теплові явища при розчиненні. Наприклад, згадайте, що розчинення сірчаної кислоти у воді протікає з виділенням такої великої кількості теплоти, що розчин може закипіти, а тому ллють кислоту у воду (а не навпаки).

Розчинення інших речовин, наприклад хлориду натрію, нітрату амонію, супроводжується поглинанням теплоти.

М. В. Ломоносов встановив, що розчини замерзають при більш низькій температурі, ніж розчинник. У 1764 р він писав: “Морози солоного розсолу не можуть в лід перетворити зручно, як долають прісного”.

Гідрати – це неміцні сполучення речовин з водою, існуючі в розчині. Непрямим доказом гідратації є існування твердих кристалогідратів – солей, до складу яких входить вода. Її в цьому випадку називають кристалізаційної. Наприклад, до Кристалогідрат ставиться добре відома сіль блакитного кольору – мідний купорос CuSO4 – 5Н2O. Безводний сульфат міді (II) – кристали білого кольору. Зміна кольору сульфату міді (II) на блакитний при розчиненні його у воді і існування блакитних кристалів мідного купоросу є ще одним доказом гідратної теорії Д. І. Менделєєва.

В даний час прийнята теорія, яка об’єднує обидві точки зору, – фізико-хімічна теорія розчинів. Її передбачав ще в 1906 р Д. І. Менделєєв у своєму чудовому підручнику “Основи хімії”: “Дві зазначені боку розчинення і гіпотези, досі прикладені до розгляду розчинів, хоча мають почасти різні вихідні точки, але без жодного сумніву, по Цілком ймовірно, приведуть до загальної теорії розчинів, бо одні загальні закони управляють як фізичними, так і хімічними явищами “.

Розчинність речовин у воді залежить від температури. Як правило, розчинність твердих речовин у воді збільшується з підвищенням температури (рис. 126), а розчинність газів – зменшується, тому воду можна майже повністю звільнити від розчинених у ній газів кип’ятінням. Якщо розчиняти у воді хлорид калію КСl, що застосовується як добриво, то при кімнатній температурі (20 ° С) може розчинитися тільки 34,4 г солі в 100 г води; скільки б не примушували розчин із залишком нерастворившаяся солі, більше солі не розчиниться – розчин буде насичений цією сіллю при даній температурі.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Розчинення. Розчинність речовин у воді