სუფთა ნივთიერებები ბუნებაში თითქმის არ გვხვდება. ძირითადად, ისინი წარმოდგენილია ნარევების სახით, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან ერთგვაროვანი ან ჰეტეროგენული სისტემები.
ნამდვილი გადაწყვეტილებების მახასიათებლები
ნამდვილი ხსნარები არის ერთგვარი დისპერსიული სისტემები, რომლებსაც აქვთ უფრო დიდი სიძლიერე დისპერსიულ გარემოსა და დისპერსიულ ფაზას შორის.
სხვადასხვა ზომის კრისტალების მიღება შესაძლებელია ნებისმიერი ქიმიური ნივთიერებისგან. ნებისმიერ შემთხვევაში, მათ ექნებათ იგივე შინაგანი სტრუქტურა: იონური ან მოლეკულური კრისტალური ბადე.
დაშლა
ნატრიუმის ქლორიდის და შაქრის მარცვლების წყალში გახსნის პროცესში წარმოიქმნება იონური და მოლეკულური ხსნარი. ფრაგმენტაციის ხარისხიდან გამომდინარე, ნივთიერება შეიძლება იყოს:
- ხილული მაკროსკოპული ნაწილაკები 0,2 მმ-ზე მეტი;
- მიკროსკოპული ნაწილაკები 0,2 მმ-ზე ნაკლებია მხოლოდ მიკროსკოპით.
ჭეშმარიტი და კოლოიდური ხსნარები განსხვავდებიან გამხსნელი ნივთიერების ნაწილაკების ზომით. მიკროსკოპის ქვეშ უხილავ კრისტალებს კოლოიდური ნაწილაკები ეწოდება, ხოლო მიღებულ მდგომარეობას კოლოიდური ხსნარი.
მოხსნის ეტაპი
ხშირ შემთხვევაში, ნამდვილი ხსნარები არის ერთგვაროვანი ტიპის დამსხვრეული (დისპერსიული) სისტემები. ისინი შეიცავს უწყვეტ უწყვეტ ფაზას - დისპერსიულ გარემოს და გარკვეული ფორმისა და ზომის დაქუცმაცებულ ნაწილაკებს (დისპერსიული ფაზა). რით განსხვავდება კოლოიდური ხსნარები ნამდვილი სისტემებისგან?
მთავარი განსხვავება არის ნაწილაკების ზომა. კოლოიდური დისპერსიული სისტემები განიხილება ჰეტეროგენულად, ვინაიდან შეუძლებელია ფაზის საზღვრის აღმოჩენა სინათლის მიკროსკოპში.
ჭეშმარიტი ხსნარები - ეს არის ვარიანტი, როდესაც გარემოში ნივთიერება წარმოდგენილია იონების ან მოლეკულების სახით. ისინი ეხება ერთფაზიან ერთგვაროვან ხსნარებს.
დისპერსიული გარემოსა და დისპერსიული ნივთიერების ურთიერთდაშლა განიხილება დისპერსიული სისტემების ფორმირების წინაპირობად. მაგალითად, ნატრიუმის ქლორიდი და საქაროზა უხსნადია ბენზოლში და ნავთში, ამიტომ კოლოიდური ხსნარები არ წარმოიქმნება ასეთ გამხსნელებში.
დისპერსიული სისტემების კლასიფიკაცია
როგორ იყოფა დისპერსიული სისტემები? ჭეშმარიტი ხსნარები, კოლოიდური სისტემები განსხვავდება რამდენიმე მხრივ.
არსებობს დისპერსიული სისტემების დაყოფა საშუალო და დისპერსიული ფაზის აგრეგაციის მდგომარეობის, მათ შორის ურთიერთქმედების წარმოქმნის ან არარსებობის მიხედვით.
ფუნქციები
არსებობს ნივთიერების დისპერსიულობის გარკვეული რაოდენობრივი მახასიათებლები. უპირველეს ყოვლისა, განასხვავებენ დისპერსიის ხარისხს. ეს მნიშვნელობა არის ნაწილაკების ზომის ორმხრივი. Ის არისახასიათებს ნაწილაკების რაოდენობას, რომლებიც შეიძლება განთავსდეს მწკრივში ერთი სანტიმეტრის მანძილზე.
იმ შემთხვევაში, როდესაც ყველა ნაწილაკს აქვს ერთი და იგივე ზომა, იქმნება მონოდისპერსიული სისტემა. დისპერსიული ფაზის არათანაბარი ნაწილაკებით წარმოიქმნება პოლიდისპერსიული სისტემა.
ნივთიერების დისპერსიის მატებასთან ერთად, მასში მატულობს პროცესები, რომლებიც ხდება ინტერფეისურ ზედაპირზე. მაგალითად, იზრდება დისპერსიული ფაზის სპეციფიკური ზედაპირი, იზრდება საშუალო ფიზიკურ-ქიმიური ეფექტი ორ ფაზას შორის ინტერფეისზე.
დისპერსიული სისტემების ვარიანტები
დამოკიდებულია ფაზაზე, რომელშიც იქნება ხსნადი, განასხვავებენ დისპერსიული სისტემების სხვადასხვა ვარიანტებს.
აეროზოლები არის დისპერსიული სისტემები, რომლებშიც დისპერსიული გარემო წარმოდგენილია აირისებრი სახით. ნისლები არის აეროზოლები, რომლებსაც აქვთ თხევადი დისპერსიული ფაზა. კვამლი და მტვერი წარმოიქმნება მყარი დისპერსიული ფაზის შედეგად.
ქაფი არის აირისებრი ნივთიერების დისპერსიული სითხეში. ქაფში არსებული სითხეები გადაგვარდება ფენებად, რომლებიც გამოყოფენ გაზის ბუშტებს.
ემულსიები არის დისპერსიული სისტემები, სადაც ერთი სითხე ნაწილდება მეორის მოცულობაზე მასში დაშლის გარეშე.
სუსპენზია ან სუსპენზია არის დაბალი დისპერსიის სისტემები, რომლებშიც მყარი ნაწილაკები სითხეშია. კოლოიდურ ხსნარებს ან ხსნარებს წყლის დისპერსიულ სისტემაში ეწოდება ჰიდროზოლები.
დისპერსიული ფაზის ნაწილაკებს შორის ყოფნის (არარსებობის) მიხედვით განასხვავებენ თავისუფლად დისპერსიულ ან თანმიმდევრულად დისპერსიულ სისტემებს. პირველ ჯგუფშიმოიცავს ლიოსოლებს, აეროზოლებს, ემულსიებს, სუსპენზიებს. ასეთ სისტემებში არ არის კონტაქტები ნაწილაკებსა და დისპერსიულ ფაზას შორის. ისინი თავისუფლად მოძრაობენ ხსნარში გრავიტაციის გავლენის ქვეშ.
შეკრულ-დისპერსიული სისტემები წარმოიქმნება ნაწილაკების დისპერსიულ ფაზასთან შეხების შემთხვევაში, რის შედეგადაც წარმოიქმნება სტრუქტურები ბადის ან ჩარჩოს სახით. ასეთ კოლოიდურ სისტემებს გელებს უწოდებენ.
გელაციის პროცესი (ჟელატინიზაცია) არის სოლის გელად გარდაქმნა, ორიგინალური ხსნარის სტაბილურობის დაქვეითების საფუძველზე. შეკრული დისპერსიული სისტემების მაგალითებია სუსპენზია, ემულსიები, ფხვნილები, ქაფი. მათ შორისაა აგრეთვე ორგანული (ჰუმუსის) ნივთიერებებისა და ნიადაგის მინერალების ურთიერთქმედების პროცესში წარმოქმნილი ნიადაგი.
კაპილარული დისპერსიული სისტემები გამოირჩევიან კაპილარებში და ფორებში შემავალი მატერიის უწყვეტი მასით. ისინი განიხილება ქსოვილები, სხვადასხვა გარსები, ხე, მუყაო, ქაღალდი.
ნამდვილი გადაწყვეტილებები არის ერთგვაროვანი სისტემები, რომლებიც შედგება ორი კომპონენტისგან. ისინი შეიძლება არსებობდეს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობის გამხსნელებში. გამხსნელი არის ჭარბი რაოდენობით მიღებული ნივთიერება. კომპონენტი, რომელიც მიღებულია არასაკმარისი რაოდენობით, განიხილება ხსნად.
გადაწყვეტილებების თავისებურებები
მყარი შენადნობები ასევე არის ხსნარები, რომლებშიც სხვადასხვა ლითონი მოქმედებს როგორც დისპერსიული საშუალება და კომპონენტი. პრაქტიკული თვალსაზრისით, განსაკუთრებით საინტერესოა ისეთი თხევადი ნარევები, რომლებშიც სითხე მოქმედებს როგორც გამხსნელი.
ბევრი არაორგანულიდანგანსაკუთრებული ინტერესის გამხსნელებია წყალი. თითქმის ყოველთვის, ჭეშმარიტი ხსნარი იქმნება, როდესაც ხსნარის ნაწილაკები წყალს ერევა.
ორგანულ ნაერთებს შორის შესანიშნავი გამხსნელებია შემდეგი ნივთიერებები: ეთანოლი, მეთანოლი, ბენზოლი, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი, აცეტონი. გახსნილი კომპონენტის მოლეკულების ან იონების ქაოტური მოძრაობის გამო ისინი ნაწილობრივ გადადიან ხსნარში და ქმნიან ახალ ერთგვაროვან სისტემას.
ნივთიერებები განსხვავდებიან ხსნარების წარმოქმნის უნარით. ზოგიერთი შეიძლება შეურიოთ ერთმანეთს შეუზღუდავი რაოდენობით. ამის მაგალითია მარილის კრისტალების წყალში დაშლა.
დაშლის პროცესის არსი მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის თვალსაზრისით არის ის, რომ გამხსნელში ნატრიუმის ქლორიდის კრისტალების შეყვანის შემდეგ იგი იშლება ნატრიუმის კატიონებად და ქლორის ანიონებად. დამუხტული ნაწილაკები ირხევა, თავად გამხსნელის ნაწილაკებთან შეჯახება იწვევს იონების გამხსნელში გადასვლას (დაკავშირებას). თანდათანობით პროცესს უერთდება სხვა ნაწილაკები, ნადგურდება ზედაპირული ფენა, მარილის კრისტალი იხსნება წყალში. დიფუზია საშუალებას იძლევა ნივთიერების ნაწილაკების განაწილება გამხსნელის მოცულობაში.
ნამდვილი გადაწყვეტილებების ტიპები
ჭეშმარიტი გამოსავალი არის სისტემა, რომელიც იყოფა რამდენიმე ტიპად. არსებობს ასეთი სისტემების კლასიფიკაცია წყლიან და არაწყლიანად გამხსნელის ტიპის მიხედვით. ისინი ასევე კლასიფიცირდება ხსნარის ვარიანტის მიხედვით ტუტეებად, მჟავებად, მარილებად.
ჭამესხვადასხვა ტიპის ჭეშმარიტი ხსნარები ელექტრო დენთან მიმართებაში: არაელექტროლიტები, ელექტროლიტები. გამხსნელი ნივთიერების კონცენტრაციიდან გამომდინარე, ისინი შეიძლება განზავდეს ან კონცენტრირებული იყოს.
დაბალმოლეკულური ნივთიერებების ჭეშმარიტი ხსნარები თერმოდინამიკური თვალსაზრისით იყოფა რეალურ და იდეალად.
ასეთი ხსნარები შეიძლება იყოს იონური დისპერსიული, ისევე როგორც მოლეკულური დისპერსიული სისტემები.
ხსნარების გაჯერება
დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენი ნაწილაკი შედის ხსნარში, არსებობს ზეგაჯერებული, უჯერი, გაჯერებული ხსნარები. ხსნარი არის თხევადი ან მყარი ერთგვაროვანი სისტემა, რომელიც შედგება რამდენიმე კომპონენტისგან. ნებისმიერ ასეთ სისტემაში აუცილებლად არის გამხსნელი, ისევე როგორც გამხსნელი. როდესაც ზოგიერთი ნივთიერება იხსნება, სითბო გამოიყოფა.
ასეთი პროცესი ადასტურებს ხსნარების თეორიას, რომლის მიხედვითაც დაშლა განიხილება, როგორც ფიზიკური და ქიმიური პროცესი. არსებობს ხსნადობის პროცესის დაყოფა სამ ჯგუფად. პირველი არის ის ნივთიერებები, რომლებსაც შეუძლიათ დაითხოვონ 10 გ ოდენობით 100 გ გამხსნელში, მათ უწოდებენ მაღალ ხსნადს.
ნივთიერება ითვლება ნაკლებად ხსნად, თუ 10 გ-ზე ნაკლები იხსნება 100 გ კომპონენტში, დანარჩენს უწოდებენ უხსნად.
დასკვნა
სისტემები, რომლებიც შედგება აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობის, ნაწილაკების ზომის ნაწილაკებისგან, აუცილებელია ადამიანის ნორმალური ცხოვრებისათვის. მართალია, ზემოთ განხილული კოლოიდური ხსნარები გამოიყენებანარკოტიკების წარმოება, საკვების წარმოება. ხსნადი ნივთიერების კონცენტრაციის ცოდნით, შეგიძლიათ დამოუკიდებლად მოამზადოთ საჭირო ხსნარი, მაგალითად, ეთილის სპირტი ან ძმარმჟავა, სხვადასხვა მიზნებისთვის ყოველდღიურ ცხოვრებაში. გამხსნელისა და გამხსნელის აგრეგაციის მდგომარეობიდან გამომდინარე, მიღებულ სისტემებს აქვთ გარკვეული ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებლები.
