Existe-t-il de nombreuses substances chimiquement pures dans la nature ? Qu'est-ce que l'eau de mer, le lait, le fil d'acier - des substances individuelles ou sont-ils constitués de plusieurs composants ? Dans notre article, nous nous familiariserons avec les propriétés des solutions - les systèmes physico-chimiques les plus courants qui ont une composition variable. Ils peuvent contenir plusieurs composants. Ainsi, le lait est une solution organique contenant de l'eau, des gouttes de matières grasses, des molécules de protéines et des sels minéraux. Qu'est-ce qu'une solution et comment l'obtenir ? Nous répondrons à cette question et à d'autres dans notre article.
Utilisation des solutions et leur rôle dans la nature
Le métabolisme dans les biogéocénoses s'effectue sous forme d'interaction de composés dissous dans l'eau. Par exemple, l'absorption de la solution du sol par les racines des plantes, l'accumulation d'amidon résultant de la photosynthèse chez les plantes, les processus digestifs des animaux et des humains - tous sont des réactions qui se produisent dans des solutions chimiques. Il est impossible d'imaginer des industries modernes: industrie spatiale et aéronautique, industrie militaire, énergie nucléairesans l'utilisation d'alliages - des solutions solides aux caractéristiques techniques uniques. Plusieurs gaz peuvent également former des mélanges, que l'on peut appeler des solutions. Par exemple, l'air est un système physique et chimique qui contient des composants tels que l'azote, l'oxygène, le dioxyde de carbone, etc.
Qu'est-ce qu'une solution ?
En mélangeant de l'acide sulfaté et de l'eau, on obtient sa solution aqueuse. Considérez en quoi il consiste. On retrouvera le solvant - eau, le soluté - acide sulfurique et les produits de leur interaction. Ceux-ci comprennent les cations hydrogène, les ions hydrosulfate et sulfate. La composition du système physico-chimique, composé d'un solvant et de composants, ne dépendra pas seulement de la substance qui est le solvant.
Le solvant le plus courant et le plus important est l'eau. La nature des composants dissous est également d'une grande importance. Ils peuvent être grossièrement divisés en trois groupes. Ce sont des composés pratiquement insolubles, peu solubles et très solubles. Le dernier groupe est le plus important. Il comprend la plupart des sels, acides, alcalis, alcools, monosaccharides. Les composés peu solubles sont également assez courants dans la nature. Ce sont le gypse, l'azote, le méthane, l'oxygène. Pratiquement insolubles dans l'eau seront les métaux, les gaz nobles: argon, hélium, etc., le kérosène, les huiles.
Comment quantifier la solubilité d'un composé
La concentration d'une solution saturée est la valeur la plus importante qui indique la solubilité d'une substance. Sonexprimé en une valeur numériquement égale à la masse du composé dans 100 g de solution. Par exemple, un produit médical désinfectant - l'alcool salicylique est vendu en pharmacie sous la forme d'une solution d'alcool à 1%. Cela signifie que 100 g de solution contiennent 1 gramme de substance active. Quelle est la plus grande masse de chlorure de sodium pouvant être dissoute dans 100 g de solvant à une certaine température ? Vous pouvez trouver la réponse à cette question en utilisant un tableau spécial de courbes de solubilité pour les composés solides. Ainsi, à une température de 10 ⁰С, 38 g de sel de table peuvent être dissous dans 100 g d'eau, à 80 ⁰С - 40 g de la substance. Comment rendre une solution diluée ? Vous devez y ajouter une certaine quantité d'eau. Il est possible d'augmenter la concentration du système physico-chimique en évaporant la solution ou en y ajoutant une certaine portion du composé dissous.
Types de solutions
À une certaine température, le système peut être en équilibre avec le composé dissous sous la forme de son précipité. Dans ce cas, on parle de solution saturée. Comment rendre une solution saturée ? Pour ce faire, reportez-vous au tableau de solubilité des solides. Par exemple, du sel de table pesant 31 g est introduit dans de l'eau à une température de 20 ºC et à une pression normale, puis il est bien agité. Avec un chauffage supplémentaire et l'introduction d'une portion supplémentaire de sel, son excès assure la formation d'une solution sursaturée. Le refroidissement du système conduira au processus de précipitation de cristaux de chlorure de sodium. Les solutions diluées seront appelées de telles solutions dans lesquelles la concentration des composés par rapport au volume du solvant seraassez petit. Par exemple, la solution saline, qui fait partie du plasma sanguin et est utilisée en médecine après avoir subi des interventions chirurgicales, est une solution de chlorure de sodium à 0,9 %.
Mécanisme de dissolution de la substance
Après avoir examiné la question de savoir ce qu'est une solution, déterminons quels processus sous-tendent sa formation. Au cœur du phénomène de dissolution des substances, on voit l'interaction de transformations à la fois physiques et chimiques. Le rôle principal y est joué par le phénomène de destruction des liaisons chimiques: covalentes polaires ou ioniques, dans les molécules du composé dissous. L'aspect physique de la rupture de liaison s'exprime par l'absorption d'énergie. Il existe également une interaction des particules de solvant avec les molécules de soluté, appelée solvatation, dans le cas des solutions aqueuses - hydratation. Elle s'accompagne non seulement de l'émergence de nouveaux liens, mais aussi de la libération d'énergie.
Dans notre article, nous avons examiné la question de savoir ce qu'est une solution, et avons également découvert le mécanisme de formation des solutions et leur signification.
