समाधान। पानी में पदार्थों की घुलनशीलता

पदार्थों की घुलनशीलता विलायक की प्रकृति और घुलने वाले पदार्थ के साथ-साथ विघटन की स्थिति पर निर्भर करती है: तापमान, दबाव (गैसों के लिए), एकाग्रता, अन्य विलेय की उपस्थिति।

कुछ पदार्थ एक निश्चित विलायक में अच्छी तरह घुल जाते हैं, अन्य खराब। लेकिन किसी पदार्थ के घुलने की क्षमता या दूसरे शब्दों में, किसी पदार्थ की घुलनशीलता को मापना भी संभव है।

घुलनशीलताकिसी पदार्थ की किसी विशेष विलायक में घुलने की क्षमता कहलाती है। दी गई शर्तों के तहत किसी पदार्थ की घुलनशीलता का एक उपाय संतृप्त घोल में इसकी सामग्री है।

जल में घुलनशीलता के अनुसार सभी पदार्थों को तीन समूहों में बांटा गया है:

- अच्छी तरह से घुलनशील (р),

- थोड़ा घुलनशील (एम),

- व्यावहारिक रूप से अघुलनशील (एन)।

हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बिल्कुल अघुलनशील पदार्थ नहीं हैं। यदि आप एक कांच की छड़ या सोने या चांदी के टुकड़े को पानी में कम करते हैं, तो भी वे नगण्य मात्रा में पानी में घुलेंगे।

जिप्सम, लेड सल्फेट (ठोस पदार्थ), डायथाइल ईथर, बेंजीन (तरल पदार्थ), मीथेन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन (गैसीय पदार्थ) उन पदार्थों के उदाहरण के रूप में काम कर सकते हैं जो पानी में खराब घुलनशील हैं।

कई पदार्थ पानी में बहुत अच्छी तरह घुल जाते हैं। ऐसे पदार्थों के उदाहरण चीनी, कॉपर सल्फेट, सोडियम हाइड्रॉक्साइड (ठोस पदार्थ), अल्कोहल, एसीटोन (तरल पदार्थ), हाइड्रोजन क्लोराइड, अमोनिया (गैसीय पदार्थ) हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ठोस पदार्थों की घुलनशीलता उनके पीसने की डिग्री पर निर्भर करती है। छोटे क्रिस्टल, जो लगभग 0.1 मिमी से छोटे होते हैं, बड़े क्रिस्टल की तुलना में अधिक घुलनशील होते हैं।

किसी दिए गए तापमान पर 100 ग्राम पानी में घुलने वाले पदार्थ के द्रव्यमान के रूप में व्यक्त घुलनशीलता को भी कहा जाता है घुलनशीलता कारक।

पानी (या अन्य सॉल्वैंट्स) में कई पदार्थों की सीमित घुलनशीलता एक निश्चित तापमान पर संतृप्त समाधान की एकाग्रता के अनुरूप एक स्थिर मूल्य है। यह घुलनशीलता की गुणात्मक विशेषता है और कुछ शर्तों के तहत प्रति 100 ग्राम विलायक में ग्राम में दी जाती है। कमरे के तापमान पर पानी में कुछ पदार्थों की घुलनशीलता तालिका 1 में दी गई है।

द्रवों में द्रवों की विलेयता पूर्ण या सीमित हो सकती है। सीमित घुलनशीलता अधिक सामान्य है। पूर्ण पारस्परिक विलेयता के साथ, तरल किसी भी अनुपात में मिश्रित होते हैं। उदाहरण के लिए (शराब-पानी)। सीमित पारस्परिक विलेयता वाले द्रव हमेशा दो परतों का निर्माण करते हैं। सीमित घुलनशीलता प्रणाली का एक उदाहरण बेंजीन-जल प्रणाली है। इन तरल पदार्थों को मिलाते समय, हमेशा दो परतें होती हैं: ऊपरी परत में मुख्य रूप से पानी होता है और इसमें थोड़ी मात्रा में बेंजीन (लगभग 11%) होता है, इसके विपरीत, निचली परत में मुख्य रूप से बेंजीन होता है और इसमें लगभग 5% पानी होता है। तापमान में वृद्धि के साथ, ज्यादातर मामलों में कम घुलनशील तरल पदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता बढ़ जाती है और अक्सर जब प्रत्येक जोड़ी तरल पदार्थ के लिए एक निश्चित तापमान तक पहुंच जाता है, कहा जाता है नाजुक तरल पदार्थ एक दूसरे के साथ पूरी तरह से गलत हैं। उदाहरण के लिए, फिनोल और पानी t ° 68.8 ° (महत्वपूर्ण तापमान) और ऊपर पर किसी भी अनुपात में एक दूसरे में घुल जाते हैं; महत्वपूर्ण तापमान से नीचे, वे केवल एक दूसरे में विरल रूप से घुलनशील होते हैं।

आयनिक और ध्रुवीय बंधन प्रकारों की विशेषता वाले पदार्थ ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (पानी, अल्कोहल, तरल अमोनिया, एसिटिक एसिड, आदि) में बेहतर घुलनशील होते हैं। इसके विपरीत, गैर-ध्रुवीय या निम्न-ध्रुवीय प्रकार के बंधन वाले पदार्थ गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (एसीटोन, कार्बन डाइसल्फ़ाइड, बेंजीन, आदि) में अच्छी तरह से घुल जाते हैं। तैयार किया जा सकता है सामान्य नियमपदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता: "जैसे ही घुल जाता है।"

तापमान पर ठोस और गैसीय पदार्थों की घुलनशीलता की निर्भरता को घुलनशीलता घटता (चित्र 1) द्वारा दिखाया गया है।

चावल। 1. ठोस और गैसीय पदार्थों के लिए घुलनशीलता वक्र।

चांदी, पोटेशियम और लेड नाइट्रेट्स के घुलनशीलता वक्रों के पाठ्यक्रम से पता चलता है कि बढ़ते तापमान के साथ, इन पदार्थों की घुलनशीलता काफी बढ़ जाती है। सोडियम क्लोराइड घुलनशीलता वक्र का लगभग क्षैतिज पाठ्यक्रम बढ़ते तापमान के साथ इसकी घुलनशीलता में थोड़ा बदलाव दर्शाता है।

अधिकांश लवणों को गर्म करने पर घुलनशीलता में वृद्धि की विशेषता होती है।

घुलनशीलता वक्रों का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है:

विभिन्न तापमानों पर पदार्थों की घुलनशीलता का गुणांक है;

एक घुलनशील पदार्थ का द्रव्यमान है जो तब अवक्षेपित होता है जब विलयन को t 1 o C से t 2 o C तक ठंडा किया जाता है।

यदि किसी पदार्थ का विघटन एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है, तो बढ़ते तापमान के साथ इसकी घुलनशीलता कम हो जाती है। लगभग सभी गैसें गर्मी की रिहाई के साथ घुल जाती हैं, इसलिए तापमान में वृद्धि के साथ, गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है (चित्र 3)। इस प्रकार, पानी को उबालकर उसमें से घुली हुई गैसों को हटाया जा सकता है।

तालिका में। 2 विभिन्न तापमानों पर कुछ गैसों के पानी में घुलनशीलता को दर्शाता है।

गैस की विलेयता द्रव और गैस की प्रकृति पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन पानी में नाइट्रोजन की मात्रा से लगभग दोगुनी मात्रा में घुल जाती है। इस परिस्थिति ने बहुत महत्वपानी में रहने वाले जीवों के जीवन के लिए।

तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता बढ़ते तापमान के साथ घट जाती है, और घटते तापमान के साथ बढ़ जाती है।

पानी में गैसों की घुलनशीलता भी कम हो जाती है जब घोल में लवण मिलाए जाते हैं, जिसके आयन गैस के अणुओं की तुलना में पानी के अणुओं से अधिक मजबूती से जुड़ते हैं, जिससे इसकी घुलनशीलता कम हो जाती है।

घुलनशीलता एक पदार्थ की संपत्ति है जो विभिन्न सॉल्वैंट्स के साथ सजातीय मिश्रण बनाती है। जैसा कि हमने पहले ही उल्लेख किया है, संतृप्त घोल प्राप्त करने के लिए आवश्यक विलेय की मात्रा इस पदार्थ को निर्धारित करती है। इस संबंध में, घुलनशीलता की संरचना के समान माप है, उदाहरण के लिए, इसके संतृप्त घोल में विलेय का द्रव्यमान अंश, या इसके संतृप्त घोल में विलेय की मात्रा।

सभी पदार्थों को उनकी विलेयता की दृष्टि से वर्गीकृत किया जा सकता है:

• अत्यधिक घुलनशील - 10 ग्राम से अधिक पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल सकता है।
• थोड़ा घुलनशील - 1 ग्राम से कम पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल सकता है।
• अघुलनशील - 0.01 ग्राम से कम पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल सकता है।

ज्ञातव्य है कि यदि polarityविलेय विलायक की ध्रुवता के समान है, इसके घुलने की संभावना अधिक होती है। यदि ध्रुवीयताएं भिन्न हैं, तो उच्च संभावना के साथ समाधान काम नहीं करेगा। ये क्यों हो रहा है?

ध्रुवीय विलायक एक ध्रुवीय विलेय है।

आइए एक उदाहरण के रूप में पानी में सामान्य नमक का घोल लें। जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, पानी के अणु प्रकृति में ध्रुवीय होते हैं, प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु पर आंशिक धनात्मक आवेश और ऑक्सीजन परमाणु पर आंशिक ऋणात्मक आवेश होता है। और आयनिक ठोस, जैसे सोडियम क्लोराइड में धनायन और ऋणायन होते हैं। इसलिए जब टेबल सॉल्ट को पानी में रखा जाता है, तो पानी के अणुओं के हाइड्रोजन परमाणुओं पर आंशिक धनात्मक आवेश NaCl में ऋणात्मक आवेशित क्लोराइड आयन की ओर आकर्षित होता है। इसी प्रकार, पानी के अणुओं के ऑक्सीजन परमाणुओं पर आंशिक ऋणात्मक आवेश NaCl में धनावेशित सोडियम आयन द्वारा आकर्षित होता है। और, चूंकि सोडियम और क्लोरीन आयनों के लिए पानी के अणुओं का आकर्षण उन्हें एक साथ रखने वाली बातचीत से अधिक मजबूत होता है, इसलिए नमक घुल जाता है।

गैर-ध्रुवीय विलायक एक गैर-ध्रुवीय विलेय है।

आइए कार्बन टेट्राब्रोमाइड के एक टुकड़े को कार्बन टेट्राक्लोराइड में घोलने का प्रयास करें। ठोस अवस्था में, कार्बन टेट्राब्रोमाइड अणु एक बहुत ही कमजोर फैलाव अंतःक्रिया द्वारा एक साथ होते हैं। जब कार्बन टेट्राक्लोराइड में रखा जाता है, तो इसके अणुओं को अधिक यादृच्छिक रूप से व्यवस्थित किया जाएगा, अर्थात। प्रणाली की एन्ट्रापी बढ़ जाती है और यौगिक घुल जाता है।

विघटन में संतुलन

एक खराब घुलनशील यौगिक के समाधान पर विचार करें। एक ठोस और उसके घोल के बीच संतुलन स्थापित करने के लिए, घोल को संतृप्त होना चाहिए और ठोस के अघुलनशील हिस्से के संपर्क में होना चाहिए।

उदाहरण के लिए, सिल्वर क्लोराइड के संतृप्त घोल में संतुलन स्थापित होने दें:

एजीसीएल (टीवी) \u003d एजी + (एक्यू।) + सीएल - (एक्यू।)

प्रश्न में यौगिक आयनिक है और आयनों के रूप में भंग रूप में मौजूद है। हम पहले से ही जानते हैं कि विषम प्रतिक्रियाओं में ठोस की सांद्रता स्थिर रहती है, जो हमें इसे संतुलन स्थिरांक में शामिल करने की अनुमति देती है। तो के लिए अभिव्यक्ति इस तरह दिखेगी:

कश्मीर = [ सीएल - ]

ऐसा स्थिरांक कहलाता है घुलनशीलता उत्पाद पीआर, बशर्ते कि सांद्रता mol/L में व्यक्त की जाती है।

पीआर \u003d [ सीएल - ]

घुलनशीलता उत्पादसंतुलन में भाग लेने वाले आयनों की दाढ़ सांद्रता के उत्पाद के बराबर है, संतुलन समीकरण में संबंधित स्टोइकोमेट्रिक गुणांक के बराबर शक्तियों में।
घुलनशीलता की अवधारणा और घुलनशीलता के उत्पाद के बीच अंतर करना आवश्यक है। किसी अन्य पदार्थ को घोल में मिलाने पर किसी पदार्थ की घुलनशीलता बदल सकती है, और घुलनशीलता उत्पाद घोल में अतिरिक्त पदार्थों की उपस्थिति पर निर्भर नहीं करता है। यद्यपि ये दोनों मान आपस में जुड़े हुए हैं, जो एक मान को जानने के लिए दूसरे की गणना करने की अनुमति देता है।

तापमान और दबाव के एक समारोह के रूप में घुलनशीलता

पानी हमारे जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, यह बड़ी संख्या में पदार्थों को घोलने में सक्षम है, जिसका हमारे लिए बहुत महत्व है। इसलिए, हम जलीय समाधानों पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

घुलनशीलतागैसों में वृद्धि होती है बढ़ता दबावएक विलायक पर गैस, और ठोस की घुलनशीलता और तरल पदार्थदबाव पर बहुत कम निर्भर करता है।

विलियम हेनरीपहले इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि किसी दिए गए द्रव की मात्रा में स्थिर तापमान पर घुलने वाली गैस की मात्रा उसके दबाव के सीधे आनुपातिक होती है. इस कथन को के रूप में जाना जाता है हेनरी का नियमऔर इस प्रकार व्यक्त किया गया है:

सी \u003d के पी,

जहां सी तरल चरण में गैस की घुलनशीलता है

पी - घोल के ऊपर गैस का दबाव

k हेनरी नियतांक है

निम्नलिखित चित्र जल में कुछ गैसों के विलेयता वक्रों को दर्शाता है: तापमानसमाधान पर लगातार गैस के दबाव में (1 एटीएम)

जैसा कि देखा जा सकता है, बढ़ते तापमान के साथ गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है, अधिकांश आयनिक यौगिकों के विपरीत, जिनकी घुलनशीलता बढ़ते तापमान के साथ बढ़ जाती है।

घुलनशीलता पर तापमान का प्रभावयह विघटन प्रक्रिया के दौरान होने वाले एन्थैल्पी में होने वाले परिवर्तन पर निर्भर करता है। जब एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया होती है, तो बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह हम जो पहले से जानते हैं उससे अनुसरण करता है : यदि आप उन स्थितियों में से एक को बदलते हैं जिसके तहत प्रणाली संतुलन में है - एकाग्रता, दबाव या तापमान - तो संतुलन उस प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाएगा जो इस परिवर्तन का प्रतिकार करती है।

कल्पना कीजिए कि हम आंशिक रूप से भंग पदार्थ के साथ संतुलन में समाधान के साथ काम कर रहे हैं। और यह प्रक्रिया एंडोथर्मिक है, यानी। बाहर से गर्मी के अवशोषण के साथ जाता है, फिर:

पदार्थ + विलायक + ऊष्मा = विलयन

के अनुसार ले चेटेलियर का सिद्धांत,पर एन्दोठेर्मिकप्रक्रिया, संतुलन उस दिशा में बदल जाता है जो गर्मी इनपुट को कम करता है, अर्थात। दांई ओर। इस प्रकार, घुलनशीलता बढ़ जाती है। यदि प्रक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक, तो तापमान में वृद्धि से घुलनशीलता में कमी आती है।

तापमान पर आयनिक यौगिकों की घुलनशीलता की निर्भरता

यह ज्ञात है कि वहाँ हैं द्रवों में द्रवों का विलयन. उनमें से कुछ एक दूसरे में असीमित मात्रा में घुल सकते हैं, जैसे पानी और इथेनॉल, जबकि अन्य केवल आंशिक रूप से भंग होते हैं। इसलिए, यदि आप कार्बन टेट्राक्लोराइड को पानी में घोलने की कोशिश करते हैं, तो दो परतें बनती हैं: ऊपरी कार्बन टेट्राक्लोराइड में पानी का संतृप्त घोल है और निचला पानी में कार्बन टेट्राक्लोराइड का संतृप्त घोल है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सामान्य तौर पर, ऐसे तरल पदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता बढ़ जाती है। यह तब तक होता है जब तक कि महत्वपूर्ण तापमान तक नहीं पहुंच जाता है, जिस पर दोनों तरल पदार्थ किसी भी अनुपात में मिश्रित होते हैं। तरल पदार्थों की घुलनशीलता व्यावहारिक रूप से दबाव से स्वतंत्र होती है।

जब कोई पदार्थ जो इन दोनों द्रवों में से किसी एक में घुल सकता है, दो अमिश्रणीय द्रवों के मिश्रण में डाला जाता है, तो इन द्रवों के बीच इसका वितरण उनमें से प्रत्येक में घुलनशीलता के समानुपाती होगा। वे। के अनुसार वितरण कानून एक पदार्थ जो दो अमिश्रणीय सॉल्वैंट्स में घुल सकता है, उनके बीच वितरित किया जाता है ताकि एक स्थिर तापमान पर इन सॉल्वैंट्स में इसकी सांद्रता का अनुपात स्थिर रहे, विलेय की कुल मात्रा की परवाह किए बिना:

सी 1 / सी 2 \u003d के,

जहाँ C1 और C2 दो द्रवों में किसी पदार्थ की सांद्रता हैं

K वितरण गुणांक है।

श्रेणियाँ ,

घुलनशीलताकिसी पदार्थ की किसी विशेष विलायक में घुलने की क्षमता कहलाती है। दी गई शर्तों के तहत किसी पदार्थ की घुलनशीलता का एक माप एक संतृप्त घोल में इसकी सामग्री है . यदि 10 ग्राम से अधिक पदार्थ 100 ग्राम पानी में घुल जाता है, तो ऐसे पदार्थ को कहा जाता है अत्यधिक घुलनशील. यदि पदार्थ का 1 ग्राम से कम घुल जाता है, तो पदार्थ बहुत काम घुलनशील. अंत में, पदार्थ को व्यावहारिक रूप से माना जाता है अघुलनशीलयदि 0.01 ग्राम से कम पदार्थ विलयन में चला जाता है। बिल्कुल अघुलनशील पदार्थ नहीं हैं। यहां तक ​​कि जब हम कांच के बर्तन में पानी डालते हैं, तो कांच के अणुओं का एक बहुत छोटा अंश अनिवार्य रूप से घोल में चला जाएगा।

किसी दिए गए तापमान पर 100 ग्राम पानी में घुलने वाले पदार्थ के द्रव्यमान के रूप में व्यक्त घुलनशीलता को भी कहा जाता है घुलनशीलता गुणांक.

कमरे के तापमान पर पानी में कुछ पदार्थों की घुलनशीलता।

बढ़ते तापमान के साथ अधिकांश (लेकिन सभी नहीं!) ठोस पदार्थों की घुलनशीलता बढ़ जाती है, जबकि गैसों की घुलनशीलता, इसके विपरीत, घट जाती है। यह मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण है कि तापीय गति के दौरान गैस के अणु ठोस के अणुओं की तुलना में अधिक आसानी से समाधान छोड़ने में सक्षम होते हैं।

यदि आप विभिन्न तापमानों पर पदार्थों की घुलनशीलता को मापते हैं, तो आप पाएंगे कि कुछ पदार्थ तापमान के आधार पर अपनी घुलनशीलता को विशेष रूप से बदलते हैं, अन्य बहुत अधिक नहीं।

जब ठोस पानी में घुल जाते हैंप्रणाली का आयतन आमतौर पर थोड़ा बदलता है। इसलिए, ठोस अवस्था में पदार्थों की घुलनशीलता व्यावहारिक रूप से दबाव से स्वतंत्र होती है।

तरल पदार्थ तरल पदार्थों में भी घुल सकते हैं।. उनमें से कुछ एक दूसरे में अनिश्चित काल के लिए घुलनशील हैं, अर्थात वे शराब और पानी जैसे किसी भी अनुपात में एक दूसरे के साथ मिश्रित होते हैं, जबकि अन्य केवल एक निश्चित सीमा तक ही परस्पर घुलनशील होते हैं। तो अगर डायथाइल ईथर को पानी से हिलाया जाता है, तो दो परतें बनती हैं: ऊपरी एक ईथर में पानी का संतृप्त घोल है, और निचला पानी में ईथर का संतृप्त घोल है। ऐसे अधिकांश मामलों में, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, तरल पदार्थों की पारस्परिक विलेयता तब तक बढ़ जाती है जब तक कि एक तापमान तक नहीं पहुँच जाता, जिस पर दोनों तरल पदार्थ किसी भी अनुपात में मिश्रित हो जाते हैं।

पानी में गैसों का विघटनएक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। इसलिए, बढ़ते तापमान के साथ गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है। यदि आप एक गिलास छोड़ते हैं ठंडा पानी, तब इसकी भीतरी दीवारें गैस के बुलबुले से ढकी होती हैं - यह वह हवा है जो पानी में घुल जाती है, गर्म होने के कारण उसमें से निकलती है। उबालने से उसमें घुली सारी हवा पानी से निकल सकती है।

किसी दिए गए पदार्थ की किसी दिए गए विलायक में घुलने की क्षमता कहलाती है घुलनशीलता

मात्रात्मक पक्ष पर, एक ठोस की घुलनशीलता घुलनशीलता गुणांक या केवल घुलनशीलता की विशेषता है - यह एक पदार्थ की अधिकतम मात्रा है जो एक संतृप्त घोल बनाने के लिए दी गई शर्तों के तहत 100 ग्राम या 1000 ग्राम पानी में घुल सकता है।

चूंकि अधिकांश ठोस पानी में घुलने पर ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, बढ़ते तापमान के साथ कई ठोस पदार्थों की घुलनशीलता बढ़ जाती है।

द्रव में गैसों की विलेयता की विशेषता है अवशोषण गुणांक- गैस की अधिकतम मात्रा जो n.o पर घुल सकती है। विलायक की एक मात्रा में। जब गैसों को भंग किया जाता है, तो गर्मी निकलती है, इसलिए, बढ़ते तापमान के साथ, उनकी घुलनशीलता कम हो जाती है (उदाहरण के लिए, 0 डिग्री सेल्सियस पर एनएच 3 की घुलनशीलता 1100 डीएम 3 / 1 डीएम 3 पानी है, और 25 डिग्री सेल्सियस - 700 डीएम पर) 3/1 डीएम 3 पानी)। दबाव पर गैसों की विलेयता की निर्भरता हेनरी के नियम का पालन करती है: स्थिर ताप पर घुली हुई गैस का द्रव्यमान दाब के समानुपाती होता है।

समाधानों की मात्रात्मक संरचना की अभिव्यक्ति

तापमान और दबाव के साथ, समाधान की स्थिति का मुख्य पैरामीटर इसमें भंग पदार्थ की एकाग्रता है।

समाधान एकाग्रताएक निश्चित द्रव्यमान में या एक समाधान या विलायक की एक निश्चित मात्रा में एक विलेय की सामग्री को कहा जाता है। किसी विलयन की सांद्रता को विभिन्न तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है। रासायनिक अभ्यास में, सांद्रता व्यक्त करने के निम्नलिखित तरीकों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:

एक) विलेय का द्रव्यमान अंश एक समाधान (ω,%) के 100 ग्राम (द्रव्यमान इकाइयों) में निहित एक विलेय के ग्राम (द्रव्यमान इकाइयों) की संख्या को दर्शाता है

बी) दाढ़ मात्रा एकाग्रता, या दाढ़ , 1 डीएम 3 समाधान (एस या एम, मोल / डीएम 3) में निहित विलेय के मोल (राशि) की संख्या को दर्शाता है

में) समकक्ष एकाग्रता, या सामान्यता , एक समाधान के 1 डीएम 3 में निहित एक विलेय के समकक्षों की संख्या को दर्शाता है (एस ई या एन, मोल / डीएम 3)

जी) दाढ़ द्रव्यमान एकाग्रता, या molality , 1000 ग्राम विलायक (s m , mol / 1000 g) में निहित विलेय के मोलों की संख्या दर्शाता है

इ) अनुमापांक एक समाधान एक समाधान के 1 सेमी 3 में एक विलेय के ग्राम की संख्या है (टी, जी / सेमी 3)

टी = एम आर.वी. /वी.

इसके अलावा, समाधान की संरचना आयामहीन सापेक्ष मूल्यों - अंशों के संदर्भ में व्यक्त की जाती है। आयतन अंश - विलेय के आयतन का घोल के आयतन का अनुपात; द्रव्यमान अंश - विलेय के द्रव्यमान का घोल के आयतन का अनुपात; मोल अंश विलयन के सभी घटकों की कुल मात्रा में विलेय की मात्रा (मोलों की संख्या) का अनुपात है। सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मान मोल अंश (N) है - विलेय की मात्रा (ν 1) का घोल के सभी घटकों की कुल मात्रा का अनुपात, यानी 1 + 2 (जहाँ ν 2 राशि है विलायक का)

एन आर.वी. \u003d 1 / (ν 1 + 2) \u003d एम आर.वी. /एम आर.वी. / (एम आरवी / एम आरवी + एम आर-ला। / एम आर-ला)।

गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स और उनके गुणों के पतला समाधान

समाधान के निर्माण में, घटकों की बातचीत की प्रकृति उनकी रासायनिक प्रकृति से निर्धारित होती है, जिससे सामान्य पैटर्न की पहचान करना मुश्किल हो जाता है। इसलिए, कुछ आदर्श समाधान मॉडल, तथाकथित आदर्श समाधान का सहारा लेना सुविधाजनक है। वह विलयन जिसका निर्माण आयतन में परिवर्तन और तापीय प्रभाव से संबद्ध नहीं है, कहलाता है आदर्श समाधान।हालांकि, अधिकांश समाधानों में आदर्शता के गुण पूरी तरह से नहीं होते हैं और सामान्य पैटर्न को तथाकथित तनु समाधानों के उदाहरणों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है, अर्थात ऐसे समाधान जिनमें विलायक की सामग्री की तुलना में विलेय की सामग्री बहुत कम होती है और विलायक के साथ विलेय के अणुओं की अन्योन्यक्रिया की उपेक्षा की जा सकती है। समाधान है ओलिगेटिव गुणविलयन के वे गुण हैं जो विलेय के कणों की संख्या पर निर्भर करते हैं। समाधान के संपार्श्विक गुणों में शामिल हैं:

परासरण दाब;

दबाव संतृप्त भाप. राउल्ट का नियम;

उबलते बिंदु में वृद्धि;

ठंडे तापमान में गिरावट।

परासरण। परासरण दाब।

मान लीजिए कि एक अर्धपारगम्य विभाजन (आकृति में धराशायी रेखा) द्वारा दो भागों में भरा हुआ एक बर्तन है। ओ-ओ स्तर. विलायक बाईं ओर रखा गया है, समाधान दाईं ओर रखा गया है।

विलायक समाधान

परासरण की घटना की अवधारणा के लिए

विभाजन के दोनों किनारों पर विलायक सांद्रता में अंतर के कारण, विलायक अनायास (ले चेटेलियर सिद्धांत के अनुसार) अर्धपारगम्य विभाजन के माध्यम से समाधान में प्रवेश करता है, इसे पतला करता है। समाधान में विलायक के अधिमान्य प्रसार की प्रेरक शक्ति शुद्ध विलायक की मुक्त ऊर्जा और समाधान में विलायक के बीच का अंतर है। जब विलायक के स्वतःस्फूर्त विसरण के कारण विलयन को तनुकृत किया जाता है, तो विलयन का आयतन बढ़ जाता है और स्तर स्थिति O से स्थिति II में चला जाता है। एक अर्ध-पारगम्य विभाजन के माध्यम से समाधान में एक निश्चित प्रकार के कणों के एकतरफा प्रसार को कहा जाता है परासरण

की अवधारणा को पेश करके एक समाधान के आसमाटिक गुणों (शुद्ध विलायक के संबंध में) को मात्रात्मक रूप से चिह्नित करना संभव है परासरण दाब. उत्तरार्द्ध किसी दिए गए समाधान में अर्ध-पारगम्य विभाजन से गुजरने के लिए विलायक की प्रवृत्ति का एक उपाय है। यह अतिरिक्त दबाव के बराबर है जिसे समाधान पर लागू किया जाना चाहिए ताकि परासरण बंद हो जाए (दबाव का प्रभाव समाधान से विलायक के अणुओं की रिहाई में वृद्धि के लिए कम हो जाता है)।

समान आसमाटिक दबाव वाले विलयन कहलाते हैं आइसोटोनिकजीव विज्ञान में, इंट्रासेल्युलर सामग्री की तुलना में अधिक आसमाटिक दबाव वाले समाधान कहलाते हैं उच्च रक्तचाप से ग्रस्त, कम के साथ हाइपोटोनिक. एक ही समाधान एक प्रकार की कोशिका के लिए हाइपरटोनिक, दूसरे के लिए आइसोटोनिक और तीसरे के लिए हाइपोटोनिक है।

जीवों के अधिकांश ऊतकों में अर्ध-पारगम्यता के गुण होते हैं। इसलिए, जानवरों और पौधों के जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए आसमाटिक घटनाएं बहुत महत्वपूर्ण हैं। पाचन, चयापचय, आदि की प्रक्रियाएं। पानी और कुछ विलेय के लिए ऊतकों की विभिन्न पारगम्यता से निकटता से संबंधित हैं। परासरण की घटना पर्यावरण के साथ जीव के संबंध से संबंधित कुछ मुद्दों की व्याख्या करती है। उदाहरण के लिए, वे इस तथ्य के कारण हैं कि मीठे पानी की मछली समुद्र के पानी में नहीं रह सकती है, और समुद्री मछली नदी के पानी में नहीं रह सकती है।

वैंट हॉफ ने दिखाया कि एक गैर-इलेक्ट्रोलाइट समाधान में आसमाटिक दबाव विलेय की दाढ़ की एकाग्रता के समानुपाती होता है

आर ओएसएम = साथआरटी,

जहां आर ऑस्म - आसमाटिक दबाव, केपीए; सी - दाढ़ एकाग्रता, मोल / डीएम 3; R गैस स्थिरांक है, जो 8.314 J/mol∙K के बराबर है; टी - तापमान, के।

यह अभिव्यक्ति आदर्श गैसों के लिए मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण के समान है, लेकिन ये समीकरण विभिन्न प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। एक समाधान में आसमाटिक दबाव उत्पन्न होता है जब एक अर्ध-पारगम्य विभाजन के माध्यम से विलायक की एक अतिरिक्त मात्रा इसमें प्रवेश करती है। यह दबाव वह बल है जो सांद्रता को और बराबर करने से रोकता है।

वैंट हॉफ ने सूत्रबद्ध किया आसमाटिक दबाव का नियम: आसमाटिक दबाव उस दबाव के बराबर होता है जो एक विलेय एक आदर्श गैस के रूप में उत्पन्न करता है, उसी मात्रा पर कब्जा कर लेता है जो समाधान समान तापमान पर रहता है।

संतृप्त भाप दबाव। राउल का नियम।

एक अस्थिर तरल विलायक बी में एक गैर-वाष्पशील (ठोस) पदार्थ ए के पतला समाधान पर विचार करें। इस मामले में, समाधान पर कुल संतृप्त वाष्प दबाव विलायक के आंशिक वाष्प दबाव द्वारा निर्धारित किया जाता है, क्योंकि वाष्प दबाव विलेय की उपेक्षा की जा सकती है।

राउल्ट ने दिखाया कि विलयन P पर विलायक का संतृप्त वाष्प दाब शुद्ध विलायक P° से कम होता है। अंतर ° - = को विलयन पर वाष्प दाब में पूर्ण कमी कहा जाता है। यह मान, एक शुद्ध विलायक के वाष्प दबाव को संदर्भित करता है, अर्थात, (P ° -P) / P ° \u003d P / P °, वाष्प के दबाव में सापेक्ष कमी कहलाता है।

राउल्ट के नियम के अनुसार, घोल के ऊपर विलायक के संतृप्त वाष्प के दबाव में सापेक्ष कमी, घुले हुए गैर-वाष्पशील पदार्थ के मोल अंश के बराबर होती है।

(पी ° -पी) / पी ° \u003d एन \u003d 1 / (ν 1 + ν 2) \u003d एम आर.वी. /एम आर.वी. / (एम आरवी / एम आरवी + एम आर-ला। / एम आर-ला) \u003d एक्स ए

जहाँ X A विलेय का मोल अंश है। और चूँकि 1 = m r.v. /M r.v, फिर इस नियम का उपयोग करके, आप एक विलेय का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित कर सकते हैं।

राउल्ट के नियम का परिणाम।एक गैर-वाष्पशील पदार्थ के घोल पर वाष्प के दबाव में कमी, उदाहरण के लिए, पानी में, ले चेटेलियर संतुलन शिफ्ट सिद्धांत का उपयोग करके समझाया जा सकता है। दरअसल, एक समाधान में एक गैर-वाष्पशील घटक की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, जल-संतृप्त भाप प्रणाली में संतुलन वाष्प के हिस्से के संघनन की ओर बदल जाता है (पानी की एकाग्रता में कमी के लिए सिस्टम की प्रतिक्रिया) जब पदार्थ घुल जाता है), जो वाष्प के दबाव में कमी का कारण बनता है।

शुद्ध विलायक की तुलना में किसी विलयन पर वाष्प दाब में कमी से क्वथनांक में वृद्धि होती है और शुद्ध विलायक (t) की तुलना में विलयन के हिमांक में कमी आती है। ये मान विलेय - गैर-इलेक्ट्रोलाइट की दाढ़ सांद्रता के समानुपाती होते हैं, अर्थात्:

टी= Ks टी = K∙t∙1000/M∙a,

जहाँ c m विलयन की मोलर सांद्रता है; a विलायक का द्रव्यमान है। आनुपातिकता कारक प्रति , क्वथनांक में वृद्धि के मामले में, कहा जाता है एबुलियोस्कोपिक स्थिरांककिसी दिए गए विलायक के लिए (इ ), और हिमांक को कम करने के लिए - क्रायोस्कोपिक स्थिरांक(प्रति ). ये स्थिरांक, जो एक ही विलायक के लिए संख्यात्मक रूप से भिन्न होते हैं, क्वथनांक में वृद्धि और एक-दाढ़ समाधान के हिमांक में कमी की विशेषता रखते हैं, अर्थात। जब 1000 ग्राम विलायक में 1 मोल गैर-वाष्पशील गैर-इलेक्ट्रोलाइट घोलते हैं। इसलिए, उन्हें अक्सर क्वथनांक में दाढ़ की वृद्धि और समाधान के हिमांक में दाढ़ की कमी के रूप में जाना जाता है।

क्रिस्स्कोपिक और एबुलियोस्कोपिक स्थिरांक विलेय की सांद्रता और प्रकृति पर निर्भर नहीं करते हैं, लेकिन केवल विलायक की प्रकृति पर निर्भर करते हैं और आयाम kg∙deg/mol की विशेषता होती है।

विज्ञान से प्रौद्योगिकी तक। प्रकृति में इतने व्यापक जल में हमेशा घुले हुए पदार्थ होते हैं। पर ताजा पानीकुछ नदियाँ और झीलें हैं, जबकि समुद्र के पानी में लगभग 3.6% घुले हुए लवण होते हैं।

प्राथमिक महासागर में (पृथ्वी पर जीवन के उद्भव के समय), लवण का द्रव्यमान अंश कम होना चाहिए था, लगभग 1%।

यह इस समाधान में था कि जीवित जीवों का सबसे पहले विकास हुआ, और इसी से उन्हें अपने विकास और जीवन के लिए आवश्यक अणु और अणु प्राप्त हुए ... समय के साथ, जीवित जीवों ने लात मारी और बदल गए। क्या उन्हें जलीय पर्यावरण को छोड़ने और जमीन पर जाने और फिर हवा में उठने की अनुमति दी। उन्होंने इस क्षमता को हासिल कर लिया है, अपने जीवों में आयनों और अणुओं की आवश्यक आपूर्ति वाले तरल पदार्थ के रूप में एक जलीय घोल को बनाए रखते हैं "- इस तरह प्रसिद्ध अमेरिकी रसायनज्ञ, पुरस्कार विजेता, जीवन के उद्भव और विकास में समाधान की भूमिका का मूल्यांकन करते हैं। धरती पर नोबेल पुरुस्कारलिनुस पॉलिंग हमारे भीतर, आप की हर कोशिका में, उस आदिम महासागर की स्मृति है जिसमें जीवन की उत्पत्ति हुई, वह जलीय घोल जो स्वयं जीवन को बनाए रखता है।
प्रत्येक जीवित जीव में, वाहिकाओं - धमनियों, नसों और केशिकाओं के माध्यम से अंतहीन प्रवाह होता है - एक जादुई समाधान जो रक्त का आधार बनाता है, इसमें लवण का द्रव्यमान अंश प्राथमिक महासागर के समान होता है। - 0.0%। मानव और पशु जीवों में होने वाली जटिल भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं भी विलयनों में होती हैं। भोजन का स्वांगीकरण पोषक तत्वों के विलयन में स्थानांतरण से जुड़ा है। प्राकृतिक जलीय घोल मिट्टी के निर्माण की प्रक्रिया में शामिल होते हैं और पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति करते हैं। रासायनिक और अन्य उद्योगों में कई तकनीकी प्रक्रियाएं, जैसे सोडा, उर्वरक, एसिड, धातु और कागज का उत्पादन, समाधान में आगे बढ़ती हैं। विलयनों के गुणों का अध्ययन किसमें बहुत महत्वपूर्ण स्थान रखता है? आधुनिक विज्ञान. तो समाधान क्या है?

विलयन और अन्य मिश्रणों में अंतर यह है कि क्या कण घटक भागइसमें समान रूप से वितरित किए जाते हैं, और इस तरह के मिश्रण के किसी भी माइक्रोवॉल्यूम में, संरचना समान होती है।

इसीलिए समाधान से मतलब सजातीय मिश्रण जिसमें दो या दो से अधिक सजातीय भाग होते हैं। यह विचार समाधान के भौतिक सिद्धांत पर आधारित था।

समाधान के भौतिक सिद्धांत के समर्थक, जिसे वैंट हॉफ, लेरेनियस और ओस्टवाल्ड द्वारा विकसित किया गया था, का मानना ​​​​था कि विघटन प्रक्रिया प्रसार का परिणाम है, अर्थात पानी के अणुओं के बीच अंतराल में एक विलेय का प्रवेश।

समाधान के भौतिक सिद्धांत के विचारों के विपरीत। डी.आई. मेंडेलीव और रासायनिक सिद्धांत के समर्थकसमाधान साबित कर दिया कि विघटन पानी के अणुओं के साथ विलेय की रासायनिक बातचीत का परिणाम है। इसलिए, समाधान को इस प्रकार परिभाषित करना अधिक सही (अधिक सटीक) है सजातीय प्रणाली, भंग पदार्थ के कणों, विलायक और उनकी बातचीत के उत्पादों से मिलकर।

पानी के साथ एक विलेय की रासायनिक बातचीत के परिणामस्वरूप, हाइड्रेट यौगिक बनते हैं। एक रासायनिक बातचीत के संकेत रसायनिक प्रतिक्रिया, विघटन के दौरान थर्मल घटना के रूप में। उदाहरण के लिए, याद रखें कि पानी में सल्फ्यूरिक एसिड का विघटन इतनी बड़ी मात्रा में गर्मी के निकलने के साथ होता है कि घोल उबल सकता है, और इसलिए एसिड को पानी में डाला जाता है (और इसके विपरीत नहीं)। अन्य पदार्थों का विघटन, जैसे सोडियम क्लोराइड, अमोनियम नाइट्रेट, गर्मी के अवशोषण के साथ होता है।

पाठ सामग्री पाठ सारांशसमर्थन फ्रेम पाठ प्रस्तुति त्वरक विधियां इंटरैक्टिव प्रौद्योगिकियां अभ्यास कार्य और अभ्यास स्व-परीक्षा कार्यशालाएं, प्रशिक्षण, मामले, quests होमवर्क चर्चा प्रश्न छात्रों से अलंकारिक प्रश्न रेखांकन ऑडियो, वीडियो क्लिप और मल्टीमीडियातस्वीरें, चित्र ग्राफिक्स, टेबल, योजनाएं हास्य, उपाख्यान, चुटकुले, कॉमिक्स दृष्टांत, बातें, वर्ग पहेली, उद्धरण ऐड-ऑन एब्सट्रैक्टजिज्ञासु चीट शीट के लिए लेख चिप्स पाठ्यपुस्तकें अन्य शब्दों की बुनियादी और अतिरिक्त शब्दावली पाठ्यपुस्तकों और पाठों में सुधारपाठ्यपुस्तक में त्रुटियों को सुधारनापाठ में नवाचार के पाठ्यपुस्तक तत्वों में एक टुकड़ा अद्यतन करना अप्रचलित ज्ञान को नए के साथ बदलना केवल शिक्षकों के लिए सही सबक कैलेंडर योजनाएक साल के लिए दिशा निर्देशोंचर्चा कार्यक्रम एकीकृत पाठ