Reine Stoffe kommen in der Natur fast nie vor. Grundsätzlich liegen sie in Form von Mischungen vor, die homogene oder heterogene Systeme bilden können.
Merkmale echter Lösungen
Echte Lösungen sind eine Art dispergierte Systeme, die eine größere Festigkeit zwischen dem Dispersionsmedium und der dispergierten Phase aufweisen.
Kristalle unterschiedlicher Größe können aus jeder chemischen Substanz gewonnen werden. In jedem Fall haben sie die gleiche innere Struktur: ionisches oder molekulares Kristallgitter.
Auflösen
Beim Auflösen von Natriumchlorid- und Zuckerkörnern in Wasser entsteht eine ionische und molekulare Lösung. Je nach Fragmentierungsgrad kann die Substanz folgende Form haben:
- sichtbare makroskopische Partikel größer als 0,2 mm;
- mikroskopische Partikel kleiner als 0,2 mm können nur mit einem Mikroskop erfasst werden.
Echte und kolloidale Lösungen unterscheiden sich in der Größe der Partikel des gelösten Stoffes. Unter dem Mikroskop unsichtbare Kristalle werden kolloidale Teilchen genannt, und der resultierende Zustand wird als kolloidale Lösung bezeichnet.
Lösungsphase
In vielen Fällen sind echte Lösungen zerkleinerte (dispergierte) Systeme eines homogenen Typs. Sie enth alten eine kontinuierliche kontinuierliche Phase - ein Dispersionsmedium und zerkleinerte Partikel einer bestimmten Form und Größe (disperse Phase). Wie unterscheiden sich kolloidale Lösungen von echten Systemen?
Der Hauptunterschied ist die Partikelgröße. Kolloidal-disperse Systeme gelten als heterogen, da die Phasengrenze lichtmikroskopisch nicht erkennbar ist.
Echte Lösungen - das ist die Option, wenn in der Umgebung eine Substanz in Form von Ionen oder Molekülen vorliegt. Sie beziehen sich auf einphasige homogene Lösungen.
Als Voraussetzung für die Bildung disperser Systeme gilt die gegenseitige Auflösung des Dispersionsmediums und des dispergierten Stoffes. Beispielsweise sind Natriumchlorid und Saccharose in Benzol und Kerosin unlöslich, sodass sich in einem solchen Lösungsmittel keine kolloidalen Lösungen bilden.
Klassifizierung dispergierter Systeme
Wie werden verteilte Systeme aufgeteilt? Wahre Lösungen, kolloidale Systeme unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht.
Dispergierte Systeme werden nach dem Aggregatzustand des Mediums und der dispergierten Phase, der Bildung oder Abwesenheit von Wechselwirkungen zwischen ihnen unterteilt.
Funktionen
Es gibt bestimmte quantitative Eigenschaften der Dispersität eines Stoffes. Zunächst wird der Dispersionsgrad unterschieden. Dieser Wert ist der Kehrwert der Partikelgröße. Sie istcharakterisiert die Anzahl der Partikel, die in einem Abstand von einem Zentimeter aneinandergereiht werden können.
Wenn alle Partikel die gleiche Größe haben, entsteht ein monodisperses System. Bei ungleichen Teilchen der dispersen Phase entsteht ein polydisperses System.
Mit zunehmender Dispersion eines Stoffes nehmen die an der Grenzfläche ablaufenden Prozesse darin zu. Beispielsweise nimmt die spezifische Oberfläche der dispergierten Phase zu, die physikalisch-chemische Wirkung des Mediums an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen nimmt zu.
Varianten disperser Systeme
Je nachdem, in welcher Phase sich der gelöste Stoff befinden wird, unterscheidet man verschiedene Varianten von dispersen Systemen.
Aerosole sind dispergierte Systeme, bei denen das dispergierte Medium gasförmig vorliegt. Nebel sind Aerosole mit einer flüssigen dispergierten Phase. Rauch und Staub werden durch die feste dispergierte Phase erzeugt.
Schaum ist eine Dispersion eines gasförmigen Stoffes in einer Flüssigkeit. Flüssigkeiten in Schäumen degenerieren zu Filmen, die Gasblasen trennen.
Emulsionen sind disperse Systeme, bei denen eine Flüssigkeit über das Volumen einer anderen verteilt wird, ohne sich darin aufzulösen.
Suspensionen oder Suspensionen sind Systeme mit geringer Dispersion, bei denen sich feste Partikel in einer Flüssigkeit befinden. Kolloidale Lösungen oder Sole in einem wässrigen Dispersionssystem werden als Hydrosole bezeichnet.
Je nach Anwesenheit (Abwesenheit) zwischen den Partikeln der dispergierten Phase unterscheidet man frei dispergierte oder kohärent dispergierte Systeme. Zur ersten Gruppeumfassen Lyosole, Aerosole, Emulsionen, Suspensionen. In solchen Systemen gibt es keine Kontakte zwischen den Partikeln und der dispergierten Phase. Sie bewegen sich unter dem Einfluss der Schwerkraft frei in Lösung.
Kohäsiv-disperse Systeme entstehen beim Kontakt von Partikeln mit einer dispersen Phase, wodurch Strukturen in Form eines Gitters oder Gerüstes entstehen. Solche kolloidalen Systeme nennt man Gele.
Der Prozess der Gelierung (Gelatinisierung) ist die Umwandlung eines Sols in ein Gel, basierend auf einer Abnahme der Stabilität des ursprünglichen Sols. Beispiele für gebundene disperse Systeme sind Suspensionen, Emulsionen, Pulver, Schäume. Dazu gehören auch Böden, die durch das Zusammenwirken von organischen (Humus-)Substanzen und Bodenmineralien entstehen.
Kapillardisperse Systeme zeichnen sich durch eine kontinuierliche Masse von Materie aus, die Kapillaren und Poren durchdringt. Sie gelten als Stoffe, verschiedene Membranen, Holz, Pappe, Papier.
Echte Lösungen sind homogene Systeme, die aus zwei Komponenten bestehen. Sie können in Lösungsmitteln unterschiedlichen Aggregatzustands vorliegen. Ein Lösungsmittel ist eine im Überschuss eingenommene Substanz. Eine Komponente, die in unzureichender Menge eingenommen wird, wird als gelöst betrachtet.
Features von Lösungen
Hartlegierungen sind auch Lösungen, in denen verschiedene Metalle als dispergiertes Medium und Komponente wirken. Aus praktischer Sicht besonders interessant sind solche Flüssigkeitsgemische, bei denen die Flüssigkeit als Lösungsmittel wirkt.
Von zahlreichen anorganischenLösungsmittel von besonderem Interesse ist Wasser. Fast immer entsteht eine echte Lösung, wenn Partikel eines gelösten Stoffes mit Wasser gemischt werden.
Unter den organischen Verbindungen sind die folgenden Substanzen hervorragende Lösungsmittel: Ethanol, Methanol, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, Aceton. Durch die chaotische Bewegung der Moleküle oder Ionen der gelösten Komponente gelangen diese teilweise in die Lösung und bilden ein neues homogenes System.
Substanzen unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, Lösungen zu bilden. Einige können in unbegrenzten Mengen miteinander gemischt werden. Ein Beispiel ist die Auflösung von Salzkristallen in Wasser.
Die Essenz des Auflösungsprozesses aus Sicht der molekularkinetischen Theorie besteht darin, dass nach dem Einbringen von Natriumchloridkristallen in das Lösungsmittel dieses in Natriumkationen und Chloranionen dissoziiert. Geladene Teilchen schwingen, Stöße mit den Teilchen des Lösungsmittels selbst führen zum Übergang von Ionen in das Lösungsmittel (Bindung). Allmählich werden andere Partikel in den Prozess eingebunden, die Oberflächenschicht wird zerstört, der Salzkristall löst sich im Wasser auf. Diffusion ermöglicht die Verteilung von Partikeln einer Substanz im gesamten Volumen des Lösungsmittels.
Arten echter Lösungen
Echte Lösung ist ein System, das in mehrere Typen unterteilt ist. Je nach Art des Lösungsmittels gibt es eine Einteilung solcher Systeme in wässrig und nichtwässrig. Sie werden auch nach der gelösten Variante in Laugen, Säuren, Salze eingeteilt.
Essenverschiedene Arten echter Lösungen in Bezug auf elektrischen Strom: Nichtelektrolyte, Elektrolyte. Je nach Konzentration des gelösten Stoffes können sie verdünnt oder konzentriert werden.
Echte Lösungen niedermolekularer Substanzen werden aus thermodynamischer Sicht in reale und ideale Lösungen unterteilt.
Solche Lösungen können sowohl ionendispergierte als auch molekulardisperse Systeme sein.
Sättigung von Lösungen
Je nachdem wie viele Teilchen in Lösung gehen, gibt es übersättigte, ungesättigte, gesättigte Lösungen. Eine Lösung ist ein flüssiges oder festes homogenes System, das aus mehreren Komponenten besteht. In jedem solchen System ist notwendigerweise ein Lösungsmittel sowie ein gelöster Stoff vorhanden. Wenn einige Substanzen gelöst werden, wird Wärme freigesetzt.
Ein solcher Vorgang bestätigt die Lösungstheorie, nach der Auflösung als physikalisch-chemischer Vorgang betrachtet wird. Es gibt eine Einteilung des Löslichkeitsprozesses in drei Gruppen. Die ersten sind solche Substanzen, die sich in einer Menge von 10 g in 100 g eines Lösungsmittels auflösen können, sie werden als hochlöslich bezeichnet.
Stoffe gelten als schwerlöslich, wenn sich weniger als 10 g in 100 g der Komponente lösen, der Rest wird als unlöslich bezeichnet.
Schlussfolgerung
Systeme, die aus Partikeln unterschiedlicher Aggregatzustände, Partikelgrößen bestehen, sind für das normale menschliche Leben notwendig. Richtige, kolloidale Lösungen, die oben diskutiert wurden, sind daran gewöhntArzneimittelherstellung, Nahrungsmittelproduktion. Wenn Sie die Konzentration eines gelösten Stoffes kennen, können Sie die erforderliche Lösung, beispielsweise Ethylalkohol oder Essigsäure, für verschiedene Zwecke im Alltag selbstständig herstellen. Je nach Aggregatzustand von gelöstem Stoff und Lösungsmittel haben die resultierenden Systeme bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften.
