A solubilidade é o que?

A química é unha ciencia interesante e bastante complicada. Os seus termos e conceptos achéganos na vida cotiá, e non sempre son claramente claros o que significan e cales son o seu significado. Un deses conceptos é a solubilidade. Este termo é amplamente utilizado na teoría das solucións, e na vida cotiá atopamos a súa aplicación porque están rodeados por estas mesmas solucións. Pero non é tanto o uso deste concepto como os fenómenos físicos que significa. Pero antes de pasar á parte principal da nosa narrativa, pasamos ao século XIX, cando Svante Arrhenius e Wilhelm Ostwald formularon a teoría da disociación electrolítica.

Historia

A investigación de solucións e solubilidade comeza coa teoría física da disociación. É o máis sinxelo de comprender, pero moi primitivo e só en momentos coincide coa realidade. A esencia desta teoría é que a substancia disolta, caendo na solución, descompóñase en partículas cargadas, chamadas iones. Son estas partículas que determinan as propiedades químicas da solución e algunhas das súas características físicas, incluíndo a condutividade eo punto de ebulición, a fusión ea cristalización.

Non obstante, hai teorías máis complexas que consideran a solución como un sistema, as partículas nas cales interactúan entre si e forman os chamados solvatos - iones rodeados por dipolos. O dipolo é, como un todo, unha molécula neutra, os polos dos cales son cargados de varias maneiras. O dipolema adoita ser unha molécula disolvente. Chegando á solución, a sustancia disolta rompe en iones, e os dipolos son atraídos por un ión por outro extremo cargado respecto deles, e por outros ións, respectivamente, polo outro extremo da carga, cargados con respecto a eles. Así, obtéranse solvatos: moléculas cunha cuncha doutras moléculas neutras.

Agora falemos un pouco sobre a esencia das propias teorías e mídolles atentamente.

Teoría das solucións

A formación destas partículas pode explicar unha variedade de fenómenos que non poden ser descritos pola teoría clásica das solucións. Por exemplo, o efecto térmico da reacción de disolución. Desde a posición da teoría Arrhenius, é difícil dicir por que, ao disolver unha substancia noutra, a calor pode ser absorbida e liberada. Si, a rede cristalina é destruída e, polo tanto, a enerxía é gasto e a solución é arrefriada ou liberada na decadencia debido ao exceso de enerxía dos enlaces químicos. Pero para explicar isto desde o punto de vista da teoría clásica é imposible, xa que o mecanismo de destrución mesmo permanece incomprensible. E se aplica a teoría química das solucións, queda claro que as moléculas do disolvente, metendo nas cavidades da celosía, destruírono desde o interior, coma se "blindara" os iones un do outro cunha capa de solvato.

Na seguinte sección, consideraremos a solubilidade e todo o relacionado con esta figura aparentemente simple e intuitiva.

O concepto de solubilidade

É puramente intuitivo claro que a solubilidade mostra o ben que unha determinada sustancia disólvese nun determinado disolvente particular. Non obstante, sabemos moi pouco sobre a natureza da disolución das sustancias. Por que, por exemplo, o xeso non se disolve na auga e no sal da mesa? Trátase da forza dos lazos dentro da molécula. Se as unións son fortes, entón por iso, estas partículas non poden disociarse en iones, destruíndo así o cristal. Polo tanto, permanece insoluble.

A solubilidade é unha característica cuantitativa que mostra a cantidade da sustancia disolta en forma de partículas solvatadas. O seu valor depende da natureza da sustancia disolvida e do disolvente. A solubilidade en auga para distintas substancias é diferente, dependendo das conexións entre os átomos da molécula. As sustancias con enlaces covalentes teñen a solubilidade máis baixa, mentres que as que teñen enlaces iónicos teñen a maior solubilidade.

Pero non sempre é posible comprender que solubilidade é grande e que é pequena. Polo tanto, na seguinte sección discutiremos cal é a solubilidade de varias sustancias na auga.

Comparación

Na natureza, hai moitos solventes líquidos. Aínda máis hai sustancias alternativas que poden servir como as últimas cando se alcanzan certas condicións, por exemplo, un determinado estado agregado. Queda claro que se recompilamos datos sobre a solubilidad dun par de "disolvente disolvente", non haberá suficiente para unha eternidade, porque as combinacións producen un gran número. Por iso, ocorreu que no noso planeta o disolvente universal e estándar é a auga. Eles fixérono porque é o máis común na Terra.

Así, preparouse unha táboa de solubilidade en auga para moitos centos e miles de substancias. Todos vimos, pero nunha versión máis curta e comprensible. Nas celas da táboa as letras inscritas que denotan unha sustancia soluble, insoluble ou lixeiramente soluble. Pero hai mesas máis estreitamente especializadas para aqueles que son serios sobre a química. Indícase o valor numérico exacto da solubilidade en gramos por litro de solución.

Agora volvamos á teoría de tal concepto como a solubilidade.

Química de solubilidade

Como está a suceder o proceso de disolución, xa desmontamos as seccións anteriores. Pero como, por exemplo, escribir isto todo en forma de reacción? Aquí todo non é tan sinxelo. Por exemplo, cando o ácido se disolve, o ión hidrógeno interactúa coa auga para formar o ión hidroxónico H ₃ O ⁺ . Así, para HCl, a ecuación de reacción verase así:

HCl + H ₂ Ou = H ₃ O ⁺ + Cl ^-

A solubilidade das sales, dependendo da súa estrutura, tamén está determinada pola súa reacción química. A aparencia deste último depende da estrutura da sal e dos lazos dentro das súas moléculas.

Descubrimos como escribir gráficamente a solubilidade das sales na auga. Agora é tempo de aplicación práctica.

Solicitude

Se listamos os casos cando esta cantidade é necesaria, non haberá tempo suficiente. Indirectamente, pódese usar para calcular outras cantidades que son moi importantes para o estudo de calquera solución. Sen iso, non puidemos saber a concentración exacta da sustancia, a súa actividade, non podería evaluar se o medicamento cura a unha persoa ou mata (de feito, en grandes cantidades, mesmo o auga é perigoso para a vida).

Ademais da industria química e os fins científicos, a comprensión da esencia da solubilidade tamén é necesaria na vida cotiá. Despois de todo, ás veces é necesario preparar, por exemplo, unha solución sobresaturada dunha sustancia. Por exemplo, é necesario obter cristais de sal para a tarxeta do neno. Coñecendo a solubilidade da sal na auga, podemos determinar con facilidade canto debe durmir nun barco, de xeito que comeza a precipitar e formar cristais dun exceso.

Antes de concluír a nosa breve excursión á química, falemos de varios conceptos que están adxacentes á solubilidade.

Que máis é interesante?

Na nosa opinión, se chegou a esta sección, probablemente xa entendeu que a solubilidade non é só unha estraña cantidade química. É a base para outras cantidades. E entre eles: concentración, actividade, constante de disociación, pH. E esta non é unha lista completa. Debe escoitar polo menos unha destas palabras. Sen este coñecemento da natureza das solucións, cuxo estudio comezou con solubilidade, xa non podemos imaxinar a química moderna e a física. Que significa a física? Ás veces, os físicos tamén lidan con solucións, miden a súa condutividade e usan as súas outras propiedades para as súas propias necesidades.

Conclusión

Neste artigo coñecémolo cun concepto tan químico como a solubilidade. Isto probablemente era unha información bastante útil, xa que a maioría de nós apenas imaxinamos a esencia profunda da teoría das solucións, sen ter o desexo de mergullarse en detalle no seu estudo. En calquera caso, é moi útil adestrar o cerebro, aprender algo novo. Ao final, unha persoa debe "estudar, aprender e estudar de novo".