Existem muitas substâncias quimicamente puras na natureza? O que é água do mar, leite, fio de aço - substâncias individuais ou consistem em vários componentes? Em nosso artigo, conheceremos as propriedades das soluções - os sistemas físico-químicos mais comuns que possuem uma composição variável. Eles podem conter vários componentes. Assim, o leite é uma solução orgânica que contém água, gotas de gordura, moléculas de proteína e sais minerais. O que é uma solução e como ela pode ser obtida? Responderemos a esta e outras perguntas em nosso artigo.
Uso de soluções e seu papel na natureza
O metabolismo nas biogeocenoses é realizado na forma de interação de compostos dissolvidos em água. Por exemplo, a absorção da solução do solo pelas raízes das plantas, o acúmulo de amido como resultado da fotossíntese nas plantas, os processos digestivos de animais e humanos - todos eles são reações que ocorrem em soluções químicas. É impossível imaginar indústrias modernas: indústria espacial e aeronáutica, indústria militar, energia nuclearsem o uso de ligas - soluções sólidas com características técnicas únicas. Vários gases também podem formar misturas, que podemos chamar de soluções. Por exemplo, o ar é um sistema físico e químico que contém componentes como nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, etc.
O que é uma solução?
Ao misturar ácido sulfato e água, obtemos sua solução aquosa. Considere em que consiste. Encontraremos o solvente - água, o soluto - ácido sulfúrico e os produtos de sua interação. Estes incluem cátions de hidrogênio, hidrossulfato - e íons sulfato. A composição do sistema físico-químico, constituído por um solvente e componentes, dependerá não apenas de qual substância é o solvente.
O solvente mais comum e importante é a água. A natureza dos componentes dissolvidos também é de grande importância. Eles podem ser divididos basicamente em três grupos. São compostos praticamente insolúveis, pouco solúveis e altamente solúveis. O último grupo é o mais importante. Inclui a maioria dos sais, ácidos, álcalis, álcoois, monossacarídeos. Compostos pouco solúveis também são bastante comuns na natureza. Estes são gesso, nitrogênio, metano, oxigênio. Praticamente insolúveis em água serão metais, gases nobres: argônio, hélio, etc., querosene, óleos.
Como quantificar a solubilidade de um composto
A concentração de uma solução saturada é o valor mais importante que mostra a solubilidade de uma substância. Suaexpresso como um valor numericamente igual à massa do composto em 100 g de solução. Por exemplo, um produto médico desinfetante - álcool salicílico é vendido em farmácias na forma de uma solução de álcool a 1%. Isto significa que 100 g da solução contém 1 grama da substância ativa. Qual é a maior massa de cloreto de sódio que pode ser dissolvida em 100 g de solvente a uma certa temperatura? Você pode encontrar a resposta para esta pergunta usando uma tabela especial de curvas de solubilidade para compostos sólidos. Assim, a uma temperatura de 10 ⁰С, 38 g de sal de mesa podem ser dissolvidos em 100 g de água, a 80 ⁰С - 40 g da substância. Como diluir uma solução? Você precisa adicionar uma certa quantidade de água a ele. É possível aumentar a concentração do sistema físico-químico evaporando a solução, ou adicionando uma certa porção do composto dissolvido a ela.
Tipos de soluções
A uma certa temperatura, o sistema pode estar em equilíbrio com o composto dissolvido na forma de seu precipitado. Neste caso, fala-se de uma solução saturada. Como fazer uma solução saturada? Para fazer isso, consulte a tabela de solubilidade de sólidos. Por exemplo, sal de mesa pesando 31 g é introduzido na água a uma temperatura de 20 ºС e pressão normal, depois é bem agitado. Com aquecimento adicional e a introdução de uma porção adicional de sal, seu excesso garante a formação de uma solução supersaturada. O resfriamento do sistema levará ao processo de precipitação dos cristais de cloreto de sódio. As soluções diluídas serão chamadas de soluções nas quais a concentração de compostos em comparação com o volume do solvente serápequeno o suficiente. Por exemplo, a solução salina, que faz parte do plasma sanguíneo e utilizada na medicina após intervenções cirúrgicas, é uma solução de cloreto de sódio a 0,9%.
Mecanismo de dissolução da substância
Tendo considerado a questão do que é uma solução, vamos determinar quais processos estão subjacentes à sua formação. No cerne do fenômeno de dissolução de substâncias, vemos a interação de transformações físicas e químicas. O papel principal neles é desempenhado pelo fenômeno da destruição de ligações químicas: polares covalentes ou iônicas, nas moléculas do composto dissolvido. O aspecto físico da quebra de ligação é expresso na absorção de energia. Há também uma interação das partículas do solvente com as moléculas do soluto, denominada solvatação, no caso de soluções aquosas - hidratação. É acompanhado não apenas pelo surgimento de novos vínculos, mas também pela liberação de energia.
Em nosso artigo, examinamos a questão do que é uma solução e também descobrimos o mecanismo para a formação de soluções e seu significado.
