Solución
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 6 de agosto de 2020; las comprobaciones requieren 9 ediciones .Una solución es un sistema homogéneo ( homogéneo ), que incluye moléculas (átomos, iones) de dos o más tipos, y la proporción de partículas de cada tipo puede cambiar continuamente dentro de ciertos límites.
Una solución difiere de una mezcla mecánica en homogeneidad y de un compuesto químico en la variabilidad de su composición.
Un solvente es un componente cuyo estado de agregación no cambia durante la formación de una solución, y con el mismo estado de agregación de los componentes está en exceso.
Dependiendo del estado de agregación, la solución puede ser gaseosa (lo mismo que una mezcla de gases), líquida o sólida . Por lo general, cuando se habla de una solución, se refieren a una solución líquida.
La formación de un determinado tipo de solución está determinada por la intensidad de la interacción intermolecular, interatómica , interiónica o de otro tipo, es decir, por las mismas fuerzas que determinan la ocurrencia de un determinado estado de agregación . Diferencias: la formación de una solución depende de la naturaleza e intensidad de la interacción de partículas de diferentes sustancias [1] .
En comparación con las sustancias individuales, las soluciones tienen una estructura más compleja [1] .
También existen soluciones moleculares (no electrolitos) y soluciones electrolíticas .
Según el contenido de la concentración porcentual, se distinguen soluciones diluidas (con un contenido pequeño) y concentradas (con un alto contenido de una sustancia disuelta). Estos son uno de los principales tipos de soluciones en términos del contenido de una sustancia concentrada.
La interacción química de un soluto con un solvente da como resultado la disociación en algunos casos . Las partículas (tanto los iones formados como resultado de la disociación como las moléculas no disociadas) a menudo interactúan con un solvente para formar estructuras que se denominan solvatos (hidratos en el caso de soluciones acuosas). Este proceso se llama solvatación (hidratación). La teoría de los hidratos de las soluciones fue propuesta por el científico ruso D. I. Mendeleev .
Soluciones sólidas, líquidas, gaseosas
Muy a menudo, una solución significa una sustancia líquida , por ejemplo, una solución de sal o alcohol en agua (o incluso una solución de oro en mercurio - amalgama ).
También existen disoluciones de gases en líquidos, gases en gases y líquidos en líquidos, en este último caso, el agua se considera un solvente, o un componente del cual hay más.
En la práctica química, las soluciones suelen entenderse como sistemas homogéneos, el solvente puede ser líquido ( solución acuosa ), sólido ( solución sólida ), gaseoso. Sin embargo, a menudo se permite la heterogeneidad - ver " Zoli ".
Soluciones verdaderas y coloidales
Las soluciones coloidales y verdaderas/moleculares (los sistemas coloidales son estudiados por la química coloidal ) difieren principalmente en el tamaño de las partículas.
En soluciones verdaderas, el tamaño de partícula es inferior a 1 nm; las partículas en tales soluciones no pueden detectarse por métodos ópticos; mientras que en soluciones coloidales el tamaño de partícula es de 1 nm - 100 nm [2] , las partículas en tales soluciones pueden detectarse usando un ultramicroscopio (ver el efecto Tyndall ).
Disolución
La disolución es un proceso físico y químico donde se produce la interacción entre partículas que forman una solución. Ocurre como resultado de la interacción de los átomos ( moléculas ) del solvente y el soluto y se acompaña de un aumento de la entropía durante la disolución de los sólidos y su disminución durante la disolución de los gases. Cuando se disuelve , el límite interfacial desaparece, mientras que muchas de las propiedades físicas de la solución (por ejemplo, densidad, viscosidad, a veces color y otras) cambian.
En el caso de una interacción química entre un solvente y un soluto, las propiedades químicas también cambian mucho; por ejemplo, cuando se disuelve gas cloruro de hidrógeno en agua, se forma ácido clorhídrico líquido .
Cuando se disuelven sustancias cristalinas, cuya solubilidad aumenta al aumentar la temperatura, la solución se enfría debido al hecho de que la solución tiene más energía interna que la sustancia cristalina y el disolvente tomados por separado. Por ejemplo, el agua hirviendo, en la que se disuelve el azúcar, se enfría fuertemente [3] .
Etapas de disolución de sustancias cristalinas en agua
- Destrucción de la red cristalina (el lado físico del proceso). Ocurre con la absorción de calor, o sea, ΔH 1 >0 ;
- Interacción de partículas de sustancia con moléculas de agua (lado químico del proceso). Ocurre con la liberación de calor, es decir, ΔH 2 <0;
- Efecto térmico total : ΔН = ΔН 1 + ΔН 2 .
Soluciones de electrolitos y no electrolitos
Los electrolitos son sustancias que conducen la electricidad en fundidos o soluciones acuosas. En fundidos o soluciones acuosas, se disocian en iones.
Los no electrolitos son sustancias cuyas soluciones acuosas y fundidos no conducen corriente eléctrica, ya que sus moléculas no se disocian en iones. Los electrolitos cuando se disuelven en solventes adecuados ( agua , otros solventes polares ) se disocian en iones . Una fuerte interacción fisicoquímica durante la disolución conduce a un fuerte cambio en las propiedades de la solución (teoría química de las soluciones).
Las sustancias que no se descomponen en iones en las mismas condiciones y no conducen la corriente eléctrica se denominan no electrolitos.
Los electrolitos incluyen ácidos, bases y casi todas las sales; los no electrolitos incluyen la mayoría de los compuestos orgánicos, así como sustancias en cuyas moléculas solo hay enlaces covalentes no polares o de baja polaridad.
Soluciones poliméricas
Las soluciones de sustancias HMS de alto peso molecular ( proteínas , carbohidratos y otras) poseen simultáneamente muchas de las propiedades de las soluciones verdaderas y coloidales.
Concentración de soluciones
Dependiendo del propósito , se utilizan diferentes cantidades físicas para describir la concentración de las soluciones .
- Una solución insaturada es una solución en la que la concentración de un soluto es menor que en una solución saturada y en la que, en determinadas condiciones, se puede disolver algo más.
- Una solución saturada es una solución en la que el soluto ha alcanzado su máxima concentración en determinadas condiciones y ya no es soluble. El precipitado de una sustancia dada está en equilibrio con la sustancia en solución.
- Solución sobresaturada (a veces se usa el término sobresaturada ): una solución que contiene, en determinadas condiciones, más soluto que en una solución saturada. Las soluciones sobresaturadas son inestables, el exceso de sustancia precipita fácilmente. Tal solución no se puede obtener disolviendo en condiciones normales, generalmente una solución sobresaturada se obtiene enfriando una solución saturada a una temperatura más alta ( sobresaturación ).
- Una solución concentrada es una solución con un alto contenido de soluto a diferencia de una solución diluida que contiene una pequeña cantidad de soluto. La división de soluciones en concentradas y diluidas no está relacionada con la división en saturadas e insaturadas. Entonces, una solución saturada de cloruro de plata 0.0000134 M está muy diluida, y una solución de bromuro de potasio 4 M , al estar muy concentrada, no está saturada.
- Una solución diluida es una solución con un bajo contenido de soluto. Tenga en cuenta que una solución diluida no siempre está insaturada ; por ejemplo, una solución saturada 0,0000134 M de cloruro de plata prácticamente insoluble está muy diluida. El límite entre soluciones diluidas y concentradas es muy condicional.
Formas de expresar la composición de soluciones
La composición de la solución se caracteriza cuantitativamente por muchos indicadores. Estos son algunos de los más importantes:
- Concentraciones (valores dimensionales): 1. La concentración molar (molaridad) es el número de moles de un soluto en un litro de solución. [mol/l] 2. La concentración de masa es la masa de un soluto en un litro de solución. [g/l] 3. La concentración molar (molalidad) es el número de moles de un soluto en 1000 gramos de solvente. [mol / 1000 g de solvente] 4. La concentración normal (normalidad) es el número de moles del equivalente químico de un soluto en un litro de solución. [mol-eq/l]
- Fracciones (cantidades adimensionales): 1. La fracción molar es la relación entre el número de moles del componente disuelto y el número total de moles de la solución. 2. La fracción de masa es la relación entre la masa del componente disuelto y la masa total de la solución. 3. La fracción de volumen (para mezclas de gases y soluciones de líquidos) es la relación entre el volumen del componente disuelto y la suma de los volúmenes del solvente y el soluto antes del inicio del proceso de disolución.
- Las acciones también se pueden expresar como un porcentaje: la concentración porcentual es la masa de un soluto en 100 gramos de una solución.
Véase también
Notas
- ↑ 1 2 N. S. Akhmetov "Química general e inorgánica" Sección III, Estado agregado. Solutions) Archivado el 1 de febrero de 2010 en Wayback Machine .
- ↑ Sols // Enciclopedia química : en 5 volúmenes / Cap. edición I. L. Knunyants . - M .: Enciclopedia soviética , 1990. - T. 2: Duff - Medi. — 671 pág. — 100.000 copias. — ISBN 5-85270-035-5 .
- ↑ §275. Mezclas refrigerantes // Libro de texto elemental de física: Libro de texto. En 3 tomos / Ed. G. S. Landsberg . - 13ª ed. - M. : FIZMATLIT, 2003. - T. 1. Mecánica. Calor. Física molecular. - S. 512-513.
Literatura
- Soluciones // Enciclopedia física : [en 5 volúmenes] / Cap. edición A. M. Projorov . - M .: Gran Enciclopedia Rusa , 1994. - V. 4: Poynting - Robertson - Serpentinas. - 704 pág. - 40.000 copias. - ISBN 5-85270-087-8 .
- Soluciones // Enciclopedia química : en 5 volúmenes / Cap. edición N. S. Zefirov . - M .: Gran Enciclopedia Rusa , 1995. - T. 4: Polímero - Tripsina. — 639 pág. - 40.000 copias. — ISBN 5-85270-039-8 .
- Shakhparonov MI Introducción a la teoría molecular de las soluciones. - M. : Editorial estatal de literatura técnica y teórica, 1956. - 508 p.
- Remy G. Curso de química inorgánica. - M. : Editorial de literatura extranjera, 1963, 1966. - T. 1-2.
- Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H., Kosower, Edward M. Introducción a la química orgánica (indefinido) . — 4.ª ed.— Macmillan Publishing Company, Nueva York, 1992.
Enlaces
- Soluciones - un artículo de la enciclopedia "Krugosvet"
- Soluciones, sistemas dispersos y coloidales. Terminología básica : artículo de http://samlib.ru/a/anemow_e_m/ege-6.shtml
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