Kimya maraqlı və kifayət qədər mürəkkəb elmdir. Onun terminləri və anlayışları gündəlik həyatda qarşımıza çıxır və onların nəyi nəzərdə tutduğu və nə məna daşıdığı həmişə intuitiv olaraq aydın olmur. Bu anlayışlardan biri həlledicilikdir. Bu termin həllər nəzəriyyəsində geniş istifadə olunur və gündəlik həyatda biz eyni həllərlə əhatə olunduğumuz üçün onun istifadəsinə rast gəlirik. Ancaq bu anlayışın istifadəsi çox vacib deyil, onun ifadə etdiyi fiziki hadisələrdir. Ancaq hekayəmizin əsas hissəsinə keçməzdən əvvəl, Svante Arrhenius və Vilhelm Ostwaldın elektrolitik dissosiasiya nəzəriyyəsini formalaşdırdıqları XIX əsrə sürətlə irəliləyək.
Tarix
Məhsulların və həll olma qabiliyyətinin öyrənilməsi dissosiasiyanın fiziki nəzəriyyəsi ilə başlayır. Bu, başa düşmək üçün ən asan, lakin çox primitivdir və yalnız bəzi məqamlarda reallıqla üst-üstə düşür. Bu nəzəriyyənin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, məhlula daxil olan məhlul ion adlanan yüklü hissəciklərə parçalanır. Məhlulun kimyəvi xassələrini və bəzi fiziki xüsusiyyətlərini, o cümlədən keçiriciliyi və qaynama nöqtəsini, ərimə nöqtəsini və kristallaşma nöqtəsini müəyyən edən bu hissəciklərdir.
Ancaq daha çox varməhlulu hissəciklərin bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu və dipollarla əhatə olunmuş solvatlar - ionları əmələ gətirdiyi bir sistem hesab edən mürəkkəb nəzəriyyələr. Dipol, ümumiyyətlə, qütbləri əks yüklü olan neytral bir molekuldur. Dipol çox vaxt həlledici molekuldur. Məhlula daxil olaraq, həll olunmuş maddə ionlara parçalanır və dipollar müvafiq olaraq əks yüklü uc tərəfindən bir iona, digər əks yüklü ucu ilə digər ionlara çəkilir. Beləliklə, solvatlar əldə edilir - digər neytral molekulların qabığı olan molekullar.
İndi isə gəlin bir az nəzəriyyələrin mahiyyəti haqqında danışaq və onlara daha yaxından nəzər salaq.
Həll nəzəriyyələri
Belə hissəciklərin əmələ gəlməsi klassik həllər nəzəriyyəsi ilə təsvir edilə bilməyən bir çox hadisələri izah edə bilər. Məsələn, həll reaksiyasının istilik effekti. Arrhenius nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən bir maddənin digərində həll edildiyi zaman istiliyin niyə udulduğunu və ayrıla biləcəyini söyləmək çətindir. Bəli, kristal qəfəs məhv olur və buna görə də enerji ya sərf olunur və məhlul soyuyur, ya da kimyəvi bağların artıq enerjisi səbəbindən çürümə zamanı buraxılır. Amma bunu klassik nəzəriyyə baxımından izah etmək mümkün deyil, çünki məhvetmə mexanizminin özü anlaşılmaz olaraq qalır. Məhlulların kimyəvi nəzəriyyəsini tətbiq etsək, məhlulun boşluqlarına sıxışdırılmış həlledici molekulların onu içəridən, sanki "ətraflı" kimi məhv etdiyi aydın olur.ionları bir-birindən həll qabığı ilə.
Növbəti hissədə həllediciliyin nə olduğuna və bu sadə və intuitiv görünən kəmiyyətlə əlaqəli hər şeyə baxacağıq.
Holluq anlayışı
Sırf intuitivdir ki, həlledicilik maddənin müəyyən bir həlledicidə nə qədər yaxşı həll olduğunu göstərir. Bununla belə, biz adətən maddələrin həllinin təbiəti haqqında çox az şey bilirik. Niyə, məsələn, təbaşir suda həll olunmur və süfrə duzu - əksinə? Bütün bunlar molekulun içindəki bağların gücü ilə bağlıdır. Bağlar güclüdürsə, buna görə də bu hissəciklər ionlara parçalana bilməz və bununla da kristal məhv olur. Buna görə də həll olunmayan qalır.
Holluq məhlulun hansı nisbətdə həll olunmuş hissəciklər şəklində olduğunu göstərən kəmiyyət xarakteristikasıdır. Onun dəyəri məhlulun və həlledicinin təbiətindən asılıdır. Müxtəlif maddələr üçün suda həllolma, molekuldakı atomlar arasındakı bağlardan asılı olaraq fərqlidir. Kovalent bağları olan maddələr ən aşağı, ion bağları olan maddələr isə ən yüksək həll qabiliyyətinə malikdir.
Lakin hansı həllediciliyin böyük, hansının kiçik olduğunu anlamaq həmişə mümkün olmur. Buna görə də, növbəti hissədə müxtəlif maddələrin suda həll olma qabiliyyətinin nə olduğunu müzakirə edəcəyik.
Müqayisə
Təbiətdə çoxlu maye həlledicilər var. Müəyyən şərtlərə, məsələn, müəyyən bir vəziyyətə çatdıqda sonuncu ola biləcək daha çox alternativ maddələr varməcmu vəziyyət. Aydın olur ki, hər bir "məhlul - həlledici" cütünün bir-birində həllolma qabiliyyəti haqqında məlumat toplasanız, bu, əbədi olaraq kifayət etməyəcək, çünki birləşmələr böyükdür. Buna görə də belə oldu ki, planetimizdə su universal həlledici və standartdır. Onlar bunu Yer üzündə ən çox yayılmış olduğu üçün etdilər.
Beləliklə, yüzlərlə və minlərlə maddə üçün suda həll olma cədvəli tərtib edilmişdir. Hamımız bunu görmüşük, lakin daha qısa və daha başa düşülən versiyada. Cədvəlin hücrələrində həll olunan, həll olunmayan və ya az həll olunan maddəni bildirən hərflər var. Ancaq kimyadan ciddi şəkildə xəbərdar olanlar üçün daha yüksək ixtisaslaşdırılmış cədvəllər var. Bu, məhlulun litri üçün qramla həll olunma qabiliyyətinin dəqiq ədədi dəyərini göstərir.
İndi isə həlledicilik kimi bir şeyin nəzəriyyəsinə keçək.
Holluq Kimyası
Bozulma prosesinin özü necə baş verir, biz artıq əvvəlki bölmələrdə təhlil etmişik. Bəs, məsələn, bütün bunları reaksiya olaraq necə yazmaq olar? Burada hər şey o qədər də sadə deyil. Məsələn, turşu həll edildikdə, hidrogen ionu su ilə reaksiyaya girərək hidronium ionu H3O+ əmələ gətirir. Beləliklə, HCl üçün reaksiya tənliyi belə görünəcək:
HCl + H2O =H3O+ + Cl-
Duzların quruluşundan asılı olaraq həll olunma qabiliyyəti onun kimyəvi reaksiyası ilə də müəyyən edilir. Sonuncunun növü duzun quruluşundan asılıdır vəonun molekulları daxilində bağlar.
Duzların suda həllolma qabiliyyətini qrafik olaraq necə qeyd edəcəyimizi anladıq. İndi praktik tətbiq zamanıdır.
Tətbiq
Bu dəyərə ehtiyac duyulan halları sadalasanız, bir əsr belə yetərli deyil. Dolayı olaraq, ondan istifadə edərək, hər hansı bir həllin öyrənilməsi üçün çox vacib olan digər kəmiyyətləri hesablaya bilərsiniz. Onsuz biz maddənin dəqiq konsentrasiyasını, aktivliyini bilə bilməzdik, dərmanın insanı sağaldacağını və ya öldürəcəyini qiymətləndirə bilməzdik (axı, hətta su böyük miqdarda həyat üçün təhlükəlidir).
Kimya sənayesi və elmi məqsədlərlə yanaşı, həllediciliyin mahiyyətini dərk etmək gündəlik həyatda da zəruridir. Həqiqətən, bəzən bir maddənin həddindən artıq doymuş bir həllini hazırlamaq tələb olunur. Məsələn, bu, uşağın ev tapşırığı üçün duz kristallarını əldə etmək üçün lazımdır. Duzun suda həllolma qabiliyyətini bilməklə, onun bir qaba nə qədər tökülməsi lazım olduğunu asanlıqla müəyyən edə bilərik ki, o, çökməyə və artıqlıqdan kristallar əmələ gətirməyə başlayır.
Kimyaya qısa ekskursiyamızı yekunlaşdırmadan əvvəl gəlin həllolma ilə bağlı bir neçə anlayışdan danışaq.
Başqa nə maraqlıdır?
Bizim fikrimizcə, bu bölməyə çatmısınızsa, yəqin ki, həllolma qabiliyyətinin sadəcə qəribə kimyəvi kəmiyyət olmadığını artıq başa düşmüsünüz. Digər kəmiyyətlər üçün əsasdır. Və onların arasında: konsentrasiya, aktivlik, dissosiasiya sabiti, pH. Və bu tam siyahı deyil. Ən azı birini eşitmisinizbu sözlərdən. Tədqiqi həllolma qabiliyyəti ilə başlayan məhlulların təbiəti haqqında bu bilik olmadan biz artıq müasir kimya və fizikanı təsəvvür edə bilmirik. Burada fizika nədir? Bəzən fiziklər də məhlullarla məşğul olur, onların keçiriciliyini ölçür və digər xassələrindən öz ehtiyacları üçün istifadə edirlər.
Nəticə
Bu yazıda biz həllolma kimi kimyəvi anlayışla tanış olduq. Bu, çox güman ki, olduqca faydalı məlumat idi, çünki çoxumuz onun təfərrüatlı tədqiqinə dalmaq istəmədən həllər nəzəriyyəsinin dərin mahiyyətini çətinliklə başa düşürük. Hər halda, yeni bir şey öyrənərək beyninizi məşq etmək çox faydalıdır. Axı insan bütün həyatı boyu “oxumalı, oxumalı və yenidən oxumalıdır”
