Gibt es viele chemisch reine Substanzen in der Natur? Was ist Meerwasser, Milch, Stahldraht – einzelne Stoffe oder bestehen sie aus mehreren Komponenten? In unserem Artikel lernen wir die Eigenschaften von Lösungen kennen - die häufigsten physikalisch-chemischen Systeme mit variabler Zusammensetzung. Sie können mehrere Komponenten enth alten. Milch ist also eine organische Lösung, die Wasser, Fetttröpfchen, Eiweißmoleküle und Mineralsalze enthält. Was ist eine Lösung und wie erhält man sie? Diese und weitere Fragen beantworten wir in unserem Artikel.
Verwendung von Lösungen und ihre Rolle in der Natur
Der Stoffwechsel in Biogeozänosen erfolgt in Form der Wechselwirkung von in Wasser gelösten Verbindungen. Beispielsweise die Aufnahme von Bodenlösung durch Pflanzenwurzeln, die Anreicherung von Stärke durch Photosynthese in Pflanzen, die Verdauungsvorgänge von Tieren und Menschen – alles Reaktionen, die in chemischen Lösungen ablaufen. Moderne Industrien sind unvorstellbar: Raumfahrt- und Flugzeugindustrie, Militärindustrie, Kernenergieohne Verwendung von Legierungen - feste Lösungen mit einzigartigen technischen Eigenschaften. Mehrere Gase können auch Gemische bilden, die wir Lösungen nennen können. Beispielsweise ist Luft ein physikalisches und chemisches System, das Komponenten wie Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid usw. enthält.
Was ist eine Lösung?
Durch Mischen von Sulfatsäure und Wasser erh alten wir ihre wässrige Lösung. Überlegen Sie, woraus es besteht. Wir finden das Lösungsmittel - Wasser, den gelösten Stoff - Schwefelsäure und die Produkte ihrer Wechselwirkung. Dazu gehören Wasserstoffkationen, Hydrosulfat- und Sulfationen. Die Zusammensetzung des physikalisch-chemischen Systems, bestehend aus einem Lösungsmittel und Komponenten, hängt nicht nur davon ab, welcher Stoff das Lösungsmittel ist.
Das häufigste und wichtigste Lösungsmittel ist Wasser. Auch die Art der gelösten Bestandteile ist von großer Bedeutung. Sie lassen sich grob in drei Gruppen einteilen. Dies sind praktisch unlösliche Verbindungen, leicht löslich und gut löslich. Die letzte Gruppe ist die wichtigste. Es umfasst die meisten Salze, Säuren, Laugen, Alkohole, Monosaccharide. Auch schwerlösliche Verbindungen sind in der Natur weit verbreitet. Dies sind Gips, Stickstoff, Methan, Sauerstoff. Praktisch unlöslich in Wasser sind Metalle, Edelgase: Argon, Helium usw., Kerosin, Öle.
Wie man die Löslichkeit einer Verbindung quantifiziert
Die Konzentration einer gesättigten Lösung ist der wichtigste Wert, der die Löslichkeit einer Substanz anzeigt. Sieausgedrückt als numerischer Wert gleich der Masse der Verbindung in 100 g Lösung. Beispielsweise wird ein desinfizierendes Medizinprodukt - Salicylalkohol - in Form einer 1% igen Alkohollösung in Apotheken verkauft. Das bedeutet, dass 100 g der Lösung 1 Gramm des Wirkstoffs enth alten. Was ist die größte Masse Natriumchlorid, die sich bei einer bestimmten Temperatur in 100 g Lösungsmittel lösen lässt? Die Antwort auf diese Frage finden Sie anhand einer speziellen Tabelle mit Löslichkeitskurven für feste Verbindungen. Bei einer Temperatur von 10 ⁰С können also 38 g Kochsalz in 100 g Wasser gelöst werden, bei 80 ⁰С - 40 g der Substanz. Wie macht man eine Lösung verdünnt? Sie müssen eine bestimmte Menge Wasser hinzufügen. Es ist möglich, die Konzentration des physikalisch-chemischen Systems zu erhöhen, indem man die Lösung verdampft oder ihr einen bestimmten Anteil der gelösten Verbindung zusetzt.
Arten von Lösungen
Bei einer bestimmten Temperatur kann das System mit der gelösten Verbindung in Form ihres Niederschlags im Gleichgewicht sein. In diesem Fall spricht man von einer gesättigten Lösung. Wie macht man eine Lösung gesättigt? Beachten Sie dazu die Tabelle der Löslichkeit von Feststoffen. Zum Beispiel wird Kochsalz mit einem Gewicht von 31 g bei einer Temperatur von 20 ° C und Normaldruck in Wasser eingebracht und dann gut gerührt. Bei zusätzlicher Erwärmung und Zugabe einer zusätzlichen Portion Salz sorgt dessen Überschuss für die Bildung einer übersättigten Lösung. Das Abkühlen des Systems führt zum Prozess der Ausfällung von Natriumchloridkristallen. Als verdünnte Lösungen werden solche Lösungen bezeichnet, bei denen die Konzentration der Verbindungen im Vergleich zum Volumen des Lösungsmittels liegtklein genug. Beispielsweise ist Kochsalzlösung, die Teil des Blutplasmas ist und in der Medizin nach chirurgischen Eingriffen verwendet wird, eine 0,9-prozentige Natriumchloridlösung.
Mechanismus der Stoffauflösung
Nachdem wir uns mit der Frage befasst haben, was eine Lösung ist, wollen wir bestimmen, welche Prozesse ihrer Bildung zugrunde liegen. Im Kern des Phänomens der Auflösung von Substanzen sehen wir die Wechselwirkung von physikalischen und chemischen Umwandlungen. Die Hauptrolle spielt dabei das Phänomen der Zerstörung chemischer Bindungen: kovalent polar oder ionisch in den Molekülen der gelösten Verbindung. Der physikalische Aspekt des Bindungsbruchs drückt sich in der Energieaufnahme aus. Bei wässrigen Lösungen gibt es auch eine Wechselwirkung von Lösungsmittelpartikeln mit gelösten Molekülen, die als Solvatation bezeichnet wird - Hydratation. Es wird nicht nur von der Entstehung neuer Bindungen begleitet, sondern auch von der Freisetzung von Energie.
In unserem Artikel sind wir der Frage nachgegangen, was eine Lösung ist, und haben auch den Mechanismus der Lösungsbildung und deren Bedeutung herausgefunden.
