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समाधान,एकल-चरण प्रणाली जिसमें दो या दो से अधिक घटक होते हैं। एकत्रीकरण की स्थिति के अनुसार, समाधान ठोस, तरल या गैसीय हो सकते हैं। तो, वायु एक गैसीय घोल है, गैसों का एक सजातीय मिश्रण है; वोदका एक तरल घोल है, कई पदार्थों का मिश्रण जो एक तरल चरण बनाता है; समुद्र का पानी एक तरल घोल है, ठोस (नमक) और तरल (पानी) पदार्थों का मिश्रण जो एक तरल चरण बनाता है; पीतल एक ठोस घोल है, दो ठोस पदार्थों (तांबा और जस्ता) का मिश्रण एक ठोस चरण बनाता है। गैसोलीन और पानी का मिश्रण कोई समाधान नहीं है क्योंकि ये तरल पदार्थ एक दूसरे में नहीं घुलते हैं, एक इंटरफेस के साथ दो तरल चरणों के रूप में शेष रहते हैं। समाधान के घटक अपने अद्वितीय गुणों को बरकरार रखते हैं और नए यौगिक बनाने के लिए एक दूसरे के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश नहीं करते हैं। इस प्रकार, जब हाइड्रोजन के दो आयतन को ऑक्सीजन के एक आयतन के साथ मिलाया जाता है, तो एक गैसीय घोल प्राप्त होता है। यदि इस गैस मिश्रण को आग लगा दी जाए तो एक नया पदार्थ बनता है - पानी, जो अपने आप में कोई समाधान नहीं है। किसी विलयन में बड़ी मात्रा में मौजूद घटक को आमतौर पर विलायक कहा जाता है, शेष घटकों को विलेय कहा जाता है।

हालाँकि, कभी-कभी पदार्थों के भौतिक मिश्रण और उनके रासायनिक संपर्क के बीच की रेखा खींचना मुश्किल होता है। उदाहरण के लिए, जब हाइड्रोजन क्लोराइड गैस एचसीएल को पानी के साथ मिलाया जाता है तो एच2ओ, एच3ओ+ और सीएल-आयन बनते हैं। वे पड़ोसी पानी के अणुओं को अपनी ओर आकर्षित करते हैं, जिससे हाइड्रेट्स बनते हैं। इस प्रकार, प्रारंभिक घटक - एचसीएल और एच 2 ओ - मिश्रण के बाद महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरते हैं। फिर भी, आयनीकरण और जलयोजन (सामान्य मामले में, सॉल्वेशन) को भौतिक प्रक्रियाएं माना जाता है जो समाधान के निर्माण के दौरान होती हैं।

सबसे महत्वपूर्ण प्रकार के मिश्रणों में से एक जो एक सजातीय चरण का प्रतिनिधित्व करते हैं, कोलाइडल समाधान हैं: जैल, सोल, इमल्शन और एरोसोल। कोलाइडल विलयन में कण का आकार 1-1000 एनएम है, वास्तविक विलयन में ~0.1 एनएम (आणविक आकार के क्रम पर)।

बुनियादी अवधारणाओं।

दो पदार्थ जो किसी भी अनुपात में एक दूसरे में घुलकर वास्तविक विलयन बनाते हैं, पूर्णतः परस्पर घुलनशील कहलाते हैं। ऐसे पदार्थ सभी गैसें हैं, कई तरल पदार्थ (उदाहरण के लिए, एथिल अल्कोहल - पानी, ग्लिसरीन - पानी, बेंजीन - गैसोलीन), कुछ ठोस (उदाहरण के लिए, चांदी - सोना)। ठोस घोल प्राप्त करने के लिए, आपको पहले शुरुआती पदार्थों को पिघलाना होगा, फिर उन्हें मिलाना होगा और जमने देना होगा। जब वे पूरी तरह से परस्पर घुलनशील होते हैं, तो एक ठोस चरण बनता है; यदि घुलनशीलता आंशिक है, तो मूल घटकों में से एक के छोटे क्रिस्टल परिणामी ठोस में बरकरार रहते हैं।

यदि दो घटक केवल निश्चित अनुपात में मिश्रित होने पर एक चरण बनाते हैं, और अन्य मामलों में दो चरण दिखाई देते हैं, तो उन्हें आंशिक रूप से परस्पर घुलनशील कहा जाता है। ये हैं, उदाहरण के लिए, पानी और बेंजीन: इनका वास्तविक समाधान केवल बड़ी मात्रा में बेंजीन में थोड़ी मात्रा में पानी या बड़ी मात्रा में पानी में थोड़ी मात्रा में बेंजीन मिलाने से ही प्राप्त होता है। यदि आप पानी और बेंजीन को समान मात्रा में मिलाते हैं, तो एक दो चरण वाली तरल प्रणाली बनती है। इसकी निचली परत थोड़ी मात्रा में बेंजीन के साथ पानी है, और ऊपरी परत थोड़ी मात्रा में पानी के साथ बेंजीन है। ऐसे भी ज्ञात पदार्थ हैं जो एक दूसरे में बिल्कुल भी नहीं घुलते हैं, उदाहरण के लिए, पानी और पारा। यदि दो पदार्थ केवल आंशिक रूप से परस्पर घुलनशील हैं, तो किसी दिए गए तापमान और दबाव पर एक पदार्थ की मात्रा की एक सीमा होती है जो संतुलन की स्थिति में दूसरे के साथ एक वास्तविक समाधान बना सकती है। विलेय की अधिकतम सांद्रता वाले घोल को संतृप्त कहा जाता है। आप एक तथाकथित सुपरसैचुरेटेड घोल भी तैयार कर सकते हैं, जिसमें घुले हुए पदार्थ की सांद्रता संतृप्त से भी अधिक होती है। हालाँकि, सुपरसैचुरेटेड समाधान अस्थिर होते हैं, और स्थितियों में थोड़े से बदलाव के साथ, उदाहरण के लिए, सरगर्मी के साथ, धूल के कणों का प्रवेश, या किसी विलेय के क्रिस्टल के जुड़ने से, अतिरिक्त विलेय अवक्षेपित हो जाता है।

कोई भी तरल उस तापमान पर उबलना शुरू कर देता है जिस तापमान पर उसका संतृप्त वाष्प दबाव बाहरी दबाव तक पहुंचता है। उदाहरण के लिए, 101.3 kPa के दबाव में पानी 100 डिग्री सेल्सियस पर उबलता है क्योंकि इस तापमान पर जल वाष्प का दबाव ठीक 101.3 kPa होता है। यदि आप किसी अवाष्पशील पदार्थ को पानी में घोलेंगे तो उसका वाष्प दाब कम हो जायेगा। परिणामी घोल के वाष्प दबाव को 101.3 kPa तक लाने के लिए, आपको घोल को 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म करने की आवश्यकता है। इसका मतलब यह है कि घोल का क्वथनांक हमेशा शुद्ध विलायक के क्वथनांक से अधिक होता है। विलयनों के हिमांक में कमी को इसी प्रकार समझाया गया है।

राउल्ट का नियम.

1887 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी एफ. राउल्ट ने विभिन्न गैर-वाष्पशील तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों के समाधानों का अध्ययन करते हुए, एकाग्रता के साथ गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के पतला समाधानों पर वाष्प दबाव में कमी से संबंधित एक कानून स्थापित किया: संतृप्त वाष्प दबाव में सापेक्ष कमी घोल के ऊपर विलायक घुले हुए पदार्थ के मोल अंश के बराबर होता है। राउल्ट का नियम कहता है कि शुद्ध विलायक की तुलना में तनु घोल के क्वथनांक में वृद्धि या हिमांक में कमी, विलेय की दाढ़ सांद्रता (या मोल अंश) के समानुपाती होती है और इसका उपयोग इसके आणविक भार को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

वह समाधान जिसका व्यवहार राउल्ट के नियम का पालन करता है, आदर्श कहलाता है। गैर-ध्रुवीय गैसों और तरल पदार्थों के समाधान (जिनके अणु विद्युत क्षेत्र में अभिविन्यास नहीं बदलते हैं) आदर्श के सबसे करीब हैं। इस मामले में, समाधान की गर्मी शून्य है, और मूल घटकों के गुणों और उनके मिश्रित होने के अनुपात को जानकर समाधान के गुणों का सीधे अनुमान लगाया जा सकता है। वास्तविक समाधानों के लिए ऐसी भविष्यवाणी नहीं की जा सकती। जब वास्तविक विलयन बनते हैं, तो आमतौर पर ऊष्मा निकलती या अवशोषित होती है। गर्मी रिलीज वाली प्रक्रियाओं को एक्सोथर्मिक कहा जाता है, और अवशोषण वाली प्रक्रियाओं को एंडोथर्मिक कहा जाता है।

किसी विलयन की वे विशेषताएँ जो मुख्यतः उसकी सांद्रता (प्रति इकाई आयतन में विलेय के अणुओं की संख्या या विलायक के द्रव्यमान) पर निर्भर करती हैं, न कि विलेय की प्रकृति पर, कहलाती हैं। सहयोगी. उदाहरण के लिए, सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर शुद्ध पानी का क्वथनांक 100 डिग्री सेल्सियस है, और 1000 ग्राम पानी में 1 मोल घुलित (गैर-विघटित) पदार्थ वाले घोल का क्वथनांक पहले से ही 100.52 डिग्री सेल्सियस है, चाहे जो भी हो। इस पदार्थ की प्रकृति. यदि पदार्थ विघटित होकर आयन बनाता है, तो क्वथनांक विलेय के कणों की कुल संख्या में वृद्धि के अनुपात में बढ़ जाता है, जो पृथक्करण के कारण घोल में जोड़े गए पदार्थ के अणुओं की संख्या से अधिक हो जाता है। अन्य महत्वपूर्ण सहसंयोजक मात्राएँ घोल का हिमांक, आसमाटिक दबाव और विलायक वाष्प का आंशिक दबाव हैं।

समाधान एकाग्रता

एक मात्रा है जो विलेय और विलायक के बीच के अनुपात को दर्शाती है। "पतला" और "केंद्रित" जैसी गुणात्मक अवधारणाएँ केवल यह दर्शाती हैं कि किसी घोल में बहुत कम या बहुत अधिक मात्रा में विलेय है। समाधानों की सांद्रता को मापने के लिए, प्रतिशत (द्रव्यमान या आयतन) का अक्सर उपयोग किया जाता है, और वैज्ञानिक साहित्य में - मोल्स या रासायनिक समकक्षों की संख्या ( सेमी. प्रति इकाई द्रव्यमान या विलायक या समाधान की मात्रा में विलेय का समतुल्य द्रव्यमान। भ्रम से बचने के लिए, एकाग्रता इकाइयों को हमेशा सटीक रूप से निर्दिष्ट किया जाना चाहिए। निम्नलिखित उदाहरण पर विचार करें. एक घोल जिसमें 90 ग्राम पानी है (इसकी मात्रा 90 मिली है, क्योंकि पानी का घनत्व 1 ग्राम/मिली है) और 10 ग्राम एथिल अल्कोहल (इसकी मात्रा 12.6 मिली है, क्योंकि अल्कोहल का घनत्व 0.794 ग्राम/मिली है) इसका द्रव्यमान 100 ग्राम है, लेकिन इस घोल की मात्रा 101.6 मिली है (और यदि पानी और अल्कोहल को मिलाते समय, उनकी मात्रा बस जोड़ दी जाए तो यह 102.6 मिली के बराबर होगी)। किसी घोल की प्रतिशत सांद्रता की गणना विभिन्न तरीकों से की जा सकती है:

वैज्ञानिक साहित्य में उपयोग की जाने वाली एकाग्रता की इकाइयाँ मोल और समकक्ष जैसी अवधारणाओं पर आधारित हैं, क्योंकि सभी रासायनिक गणना और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण इस तथ्य पर आधारित होने चाहिए कि पदार्थ एक दूसरे के साथ कुछ अनुपात में प्रतिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, 1 eq. 58.5 ग्राम के बराबर NaCl 1 समीकरण के साथ प्रतिक्रिया करता है। AgNO 3 170 ग्राम के बराबर है। यह स्पष्ट है कि 1 समीकरण वाले समाधान। इन पदार्थों की प्रतिशत सांद्रता बिल्कुल भिन्न होती है।

मोलरिटी

(एम या मोल/ली) - 1 लीटर घोल में घुले हुए पदार्थों के मोलों की संख्या।

मोलैलिटी

(एम) - 1000 ग्राम विलायक में निहित विलेय के मोलों की संख्या।

साधारण अवस्था

(एन.) - 1 लीटर घोल में निहित घुले हुए पदार्थ के रासायनिक समकक्षों की संख्या।

मोल - अंश

(आयाम रहित मान) - किसी दिए गए घटक के मोलों की संख्या को विलेय और विलायक के मोलों की कुल संख्या से विभाजित किया जाता है। ( तिल प्रतिशत- मोल अंश को 100 से गुणा किया गया।)

सबसे आम इकाई मोलरिटी है, लेकिन इसकी गणना करते समय कुछ अस्पष्टताओं पर विचार करना होगा। उदाहरण के लिए, किसी दिए गए पदार्थ का 1M घोल प्राप्त करने के लिए, मोल के बराबर उसका सटीक वजन वाला भाग पानी की ज्ञात थोड़ी मात्रा में घोला जाता है। द्रव्यमान ग्राम में, और घोल की मात्रा 1 लीटर तक लाएँ। इस घोल को तैयार करने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा तापमान और दबाव के आधार पर थोड़ी भिन्न हो सकती है। इसलिए, विभिन्न परिस्थितियों में तैयार किए गए दो एक-दाढ़ समाधानों में वास्तव में बिल्कुल समान सांद्रता नहीं होती है। मोललिटी की गणना विलायक के एक निश्चित द्रव्यमान (1000 ग्राम) के आधार पर की जाती है, जो तापमान और दबाव पर निर्भर नहीं करता है। प्रयोगशाला अभ्यास में, तरल पदार्थ की कुछ मात्रा को मापना (इसके लिए ब्यूरेट, पिपेट और वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क हैं) उन्हें तौलने की तुलना में अधिक सुविधाजनक है, इसलिए, वैज्ञानिक साहित्य में, सांद्रता अक्सर मोल्स में व्यक्त की जाती है, और मोललिटी है आमतौर पर केवल विशेष रूप से सटीक माप के लिए उपयोग किया जाता है।

गणनाओं को सरल बनाने के लिए सामान्यता का उपयोग किया जाता है। जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, पदार्थ अपने समकक्षों के अनुरूप मात्रा में एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। समान सामान्यता के विभिन्न पदार्थों का घोल तैयार करके और समान मात्रा लेकर, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि उनमें समकक्षों की संख्या समान है।

ऐसे मामलों में जहां विलायक और विलेय के बीच अंतर करना मुश्किल (या अनावश्यक) होता है, एकाग्रता को मोल अंशों में मापा जाता है। मोल अंश, मोललिटी की तरह, तापमान और दबाव पर निर्भर नहीं होते हैं।

विलेय और घोल के घनत्व को जानकर, कोई एक सांद्रता को दूसरी सांद्रता में परिवर्तित कर सकता है: मोलरता से मोललिटी, मोल अंश और इसके विपरीत। किसी दिए गए विलेय और विलायक के तनु विलयन के लिए, ये तीन मात्राएँ एक दूसरे के समानुपाती होती हैं।

घुलनशीलता

किसी दिए गए पदार्थ की अन्य पदार्थों के साथ विलयन बनाने की क्षमता है। मात्रात्मक रूप से, किसी गैस, तरल या ठोस की घुलनशीलता किसी दिए गए तापमान पर उसके संतृप्त घोल की सांद्रता से मापी जाती है। यह किसी पदार्थ की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, जो इसकी प्रकृति को समझने में मदद करती है, साथ ही उन प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित करती है जिनमें यह पदार्थ शामिल होता है।

गैसें।

रासायनिक अंतःक्रिया के अभाव में, गैसें किसी भी अनुपात में एक दूसरे के साथ मिल जाती हैं, और इस मामले में संतृप्ति के बारे में बात करने का कोई मतलब नहीं है। हालाँकि, जब कोई गैस किसी तरल में घुलती है, तो दबाव और तापमान के आधार पर एक निश्चित सीमित सांद्रता होती है। कुछ तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता उनकी द्रवित होने की क्षमता से संबंधित होती है। सबसे आसानी से द्रवित होने वाली गैसें, जैसे NH 3, HCl, SO 2, O 2, H 2 और He जैसी कठिन द्रवीकृत गैसों की तुलना में अधिक घुलनशील होती हैं। जब विलायक और गैस के बीच रासायनिक संपर्क होता है (उदाहरण के लिए, पानी और एनएच 3 या एचसीएल के बीच), तो घुलनशीलता बढ़ जाती है। किसी गैस की घुलनशीलता विलायक की प्रकृति के साथ भिन्न होती है, लेकिन बढ़ती घुलनशीलता के अनुसार गैसों को व्यवस्थित करने का क्रम विभिन्न विलायकों के लिए लगभग समान रहता है।

विघटन प्रक्रिया ले चेटेलियर के सिद्धांत (1884) का पालन करती है: यदि संतुलन में कोई प्रणाली किसी प्रभाव के अधीन है, तो उसमें होने वाली प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, संतुलन ऐसी दिशा में स्थानांतरित हो जाएगा कि प्रभाव कम हो जाएगा। तरल पदार्थों में गैसों का विघटन आमतौर पर गर्मी की रिहाई के साथ होता है। इसी समय, ले चैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है। गैसों की घुलनशीलता जितनी अधिक होगी, यह कमी उतनी ही अधिक ध्यान देने योग्य होगी: ऐसी गैसों में घोल की ऊष्मा भी अधिक होती है। उबले या आसुत जल का "नरम" स्वाद इसमें हवा की अनुपस्थिति से समझाया जाता है, क्योंकि उच्च तापमान पर इसकी घुलनशीलता बहुत कम होती है।

जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, गैसों की घुलनशीलता बढ़ती है। हेनरी के नियम (1803) के अनुसार, एक गैस का द्रव्यमान जो एक स्थिर तापमान पर तरल की एक निश्चित मात्रा में घुल सकता है, उसके दबाव के समानुपाती होता है। इस गुण का उपयोग कार्बोनेटेड पेय बनाने के लिए किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड 3-4 एटीएम के दबाव पर तरल में घुल जाता है; इन परिस्थितियों में, 1 एटीएम की तुलना में किसी दिए गए आयतन में 3-4 गुना अधिक गैस (द्रव्यमान द्वारा) घुल सकती है। जब ऐसे तरल वाले कंटेनर को खोला जाता है, तो उसमें दबाव कम हो जाता है, और घुली हुई गैस का कुछ हिस्सा बुलबुले के रूप में निकल जाता है। शैंपेन की एक बोतल खोलने या कार्बन डाइऑक्साइड के साथ बड़ी गहराई पर संतृप्त भूजल की सतह तक पहुंचने पर एक समान प्रभाव देखा जाता है।

जब गैसों का मिश्रण एक तरल में घुल जाता है, तो उनमें से प्रत्येक की घुलनशीलता मिश्रण के मामले में समान दबाव पर अन्य घटकों की अनुपस्थिति में समान रहती है (डाल्टन का नियम)।

तरल पदार्थ.

दो तरल पदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता इस बात से निर्धारित होती है कि उनके अणुओं की संरचना कितनी समान है ("जैसे समान में घुल जाता है")। गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थ, जैसे कि हाइड्रोकार्बन, कमजोर अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं की विशेषता रखते हैं, इसलिए एक तरल के अणु दूसरे तरल के अणुओं के बीच आसानी से प्रवेश कर जाते हैं, यानी। तरल पदार्थ अच्छे से मिल जाते हैं। इसके विपरीत, ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थ, जैसे पानी और हाइड्रोकार्बन, एक दूसरे के साथ अच्छी तरह से मिश्रण नहीं करते हैं। प्रत्येक पानी के अणु को पहले अन्य समान अणुओं के वातावरण से बचना चाहिए जो इसे दृढ़ता से अपनी ओर आकर्षित करते हैं, और हाइड्रोकार्बन अणुओं के बीच प्रवेश करना चाहिए जो इसे कमजोर रूप से आकर्षित करते हैं। इसके विपरीत, हाइड्रोकार्बन अणुओं को, पानी में घुलने के लिए, पानी के अणुओं के बीच अपने मजबूत पारस्परिक आकर्षण पर काबू पाने के लिए निचोड़ना होगा, और इसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ती है, अंतर-आणविक संपर्क कमजोर हो जाते हैं और पानी और हाइड्रोकार्बन की घुलनशीलता बढ़ जाती है। तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ, उनकी पूर्ण पारस्परिक घुलनशीलता प्राप्त की जा सकती है। इस तापमान को ऊपरी क्रांतिक समाधान तापमान (यूसीएसटी) कहा जाता है।

कुछ मामलों में, दो आंशिक रूप से मिश्रणीय तरल पदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता घटते तापमान के साथ बढ़ जाती है। यह प्रभाव तब होता है जब मिश्रण के दौरान गर्मी उत्पन्न होती है, आमतौर पर रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप। तापमान में उल्लेखनीय कमी के साथ, लेकिन हिमांक से नीचे नहीं, कम महत्वपूर्ण समाधान तापमान (एलसीएसटी) तक पहुंचा जा सकता है। यह माना जा सकता है कि जिन सभी प्रणालियों में एलसीटीई है उनमें एचसीटीई भी है (इसके विपरीत आवश्यक नहीं है)। हालाँकि, ज्यादातर मामलों में, मिश्रित तरल पदार्थों में से एक HTST से नीचे के तापमान पर उबलता है। निकोटीन-पानी प्रणाली के लिए, एलसीएसटी 61 डिग्री सेल्सियस है, और एलसीएसटी 208 डिग्री सेल्सियस है। 61-208 डिग्री सेल्सियस की सीमा में, ये तरल पदार्थ सीमित रूप से घुलनशील होते हैं, और इस सीमा के बाहर उनकी पूर्ण पारस्परिक घुलनशीलता होती है।

ठोस.

सभी ठोस द्रवों में सीमित घुलनशीलता प्रदर्शित करते हैं। किसी दिए गए तापमान पर उनके संतृप्त समाधानों की एक निश्चित संरचना होती है, जो विलेय और विलायक की प्रकृति पर निर्भर करती है। इस प्रकार, पानी में सोडियम क्लोराइड की घुलनशीलता पानी में नेफ़थलीन की घुलनशीलता से कई मिलियन गुना अधिक है, और जब वे बेंजीन में घुलते हैं, तो विपरीत तस्वीर देखी जाती है। यह उदाहरण सामान्य नियम को दर्शाता है कि एक ठोस समान रासायनिक और भौतिक गुणों वाले तरल में आसानी से घुल जाएगा, लेकिन विपरीत गुणों वाले तरल में नहीं घुलेगा।

नमक आमतौर पर पानी में आसानी से घुलनशील होते हैं और अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स, जैसे अल्कोहल और तरल अमोनिया में कम घुलनशील होते हैं। हालाँकि, लवणों की घुलनशीलता भी काफी भिन्न होती है: उदाहरण के लिए, अमोनियम नाइट्रेट सिल्वर क्लोराइड की तुलना में पानी में लाखों गुना अधिक घुलनशील है।

तरल पदार्थों में ठोस पदार्थों का विघटन आमतौर पर गर्मी के अवशोषण के साथ होता है, और ले चैटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, गर्म करने के साथ उनकी घुलनशीलता बढ़नी चाहिए। इस प्रभाव का उपयोग पुनर्क्रिस्टलीकरण द्वारा पदार्थों को शुद्ध करने के लिए किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, उन्हें संतृप्त घोल प्राप्त होने तक उच्च तापमान पर घोला जाता है, फिर घोल को ठंडा किया जाता है और घुले हुए पदार्थ के अवक्षेपित होने के बाद इसे फ़िल्टर किया जाता है। ऐसे पदार्थ हैं (उदाहरण के लिए, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, सल्फेट और एसीटेट), जिनकी पानी में घुलनशीलता बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाती है।

तरल पदार्थ की तरह ठोस भी एक दूसरे में पूरी तरह से घुल सकते हैं, जिससे एक सजातीय मिश्रण बनता है - एक तरल समाधान के समान एक वास्तविक ठोस समाधान। आंशिक रूप से घुलनशील पदार्थ एक दूसरे में दो संतुलन संयुग्मित ठोस समाधान बनाते हैं, जिनकी संरचना तापमान के साथ बदलती रहती है।

वितरण गुणांक.

यदि किसी पदार्थ के घोल को दो अमिश्रणीय या आंशिक रूप से मिश्रणीय तरल पदार्थों की संतुलन प्रणाली में जोड़ा जाता है, तो इसे सिस्टम में रासायनिक अंतःक्रियाओं की अनुपस्थिति में, पदार्थ की कुल मात्रा से स्वतंत्र, एक निश्चित अनुपात में तरल पदार्थों के बीच वितरित किया जाता है। . इस नियम को वितरण नियम कहा जाता है, और तरल पदार्थों में घुले पदार्थ की सांद्रता के अनुपात को वितरण गुणांक कहा जाता है। वितरण गुणांक लगभग दो तरल पदार्थों में किसी दिए गए पदार्थ की घुलनशीलता के अनुपात के बराबर है, अर्थात। पदार्थ को उसकी घुलनशीलता के अनुसार तरल पदार्थों के बीच वितरित किया जाता है। इस गुण का उपयोग किसी पदार्थ को उसके घोल से एक विलायक में दूसरे विलायक का उपयोग करके निकालने के लिए किया जाता है। इसके अनुप्रयोग का एक अन्य उदाहरण अयस्कों से चांदी निकालने की प्रक्रिया है, जिसमें इसे अक्सर सीसे के साथ शामिल किया जाता है। ऐसा करने के लिए, पिघले हुए अयस्क में जस्ता मिलाया जाता है, जो सीसे के साथ मिश्रित नहीं होता है। चांदी पिघले हुए सीसे और जस्ता के बीच वितरित होती है, मुख्य रूप से जस्ता की ऊपरी परत में। इस परत को एकत्र किया जाता है और जिंक आसवन द्वारा चांदी को अलग किया जाता है।

घुलनशीलता उत्पाद

(जनसंपर्क). ठोस पदार्थ की अधिकता (अवक्षेप) के बीच एम एक्सबी यऔर इसका संतृप्त समाधान समीकरण द्वारा वर्णित एक गतिशील संतुलन स्थापित करता है

इस प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिरांक है

और घुलनशीलता उत्पाद कहलाता है। यह किसी दिए गए तापमान और दबाव पर स्थिर रहता है और वह मान है जिसके आधार पर अवक्षेप की घुलनशीलता की गणना और परिवर्तन किया जाता है। यदि समाधान में एक यौगिक जोड़ा जाता है जो थोड़ा घुलनशील नमक के आयनों के समान नाम के आयनों में अलग हो जाता है, तो, पीआर के लिए अभिव्यक्ति के अनुसार, नमक की घुलनशीलता कम हो जाती है। जब एक यौगिक जोड़ा जाता है जो आयनों में से किसी एक के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो इसके विपरीत, यह बढ़ जाएगा।

आयनिक यौगिकों के विलयन के कुछ गुणों पर।

सरल रासायनिक घोल को घर पर या कार्यस्थल पर विभिन्न तरीकों से आसानी से तैयार किया जा सकता है। चाहे आप किसी पाउडर सामग्री से घोल बना रहे हों या किसी तरल पदार्थ को पतला कर रहे हों, आप प्रत्येक घटक की सही मात्रा आसानी से निर्धारित कर सकते हैं। रासायनिक समाधान तैयार करते समय, क्षति से बचने के लिए व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण का उपयोग करना न भूलें।

कदम

वजन/आयतन के सूत्र का उपयोग करके प्रतिशत की गणना

1. परिभाषित करना दिलचस्पीद्वारा सामग्री वज़न/समाधान की मात्रा.प्रतिशत दर्शाते हैं कि किसी घोल के सौ भागों में पदार्थ के कितने भाग मौजूद हैं। जब रासायनिक समाधानों पर लागू किया जाता है, तो इसका मतलब है कि यदि एकाग्रता 1 प्रतिशत है, तो 100 मिलीलीटर समाधान में 1 ग्राम पदार्थ होता है, यानी 1 मिलीलीटर/100 मिलीलीटर।

   • उदाहरण के लिए, वजन के अनुसार: वजन के हिसाब से 10 प्रतिशत घोल में 100 मिलीलीटर घोल में 10 ग्राम पदार्थ घुला होता है।
   • उदाहरण के लिए, आयतन के अनुसार: आयतन के अनुसार 23 प्रतिशत घोल में प्रत्येक 100 मिलीलीटर घोल में 23 मिलीलीटर तरल यौगिक होता है।

2. आप जिस घोल को तैयार करना चाहते हैं उसकी मात्रा निर्धारित करें।किसी पदार्थ के आवश्यक द्रव्यमान का पता लगाने के लिए, आपको पहले आवश्यक समाधान की अंतिम मात्रा निर्धारित करनी होगी। यह मात्रा इस बात पर निर्भर करती है कि आपको कितने समाधान की आवश्यकता होगी, आप इसे कितनी बार उपयोग करेंगे, और तैयार समाधान की स्थिरता।

   • यदि आपको हर बार ताजा घोल का उपयोग करने की आवश्यकता है, तो केवल एक उपयोग के लिए आवश्यक मात्रा ही तैयार करें।
   • यदि समाधान लंबे समय तक अपने गुणों को बरकरार रखता है, तो आप भविष्य में उपयोग के लिए बड़ी मात्रा में तैयार कर सकते हैं।

3. घोल तैयार करने के लिए आवश्यक ग्राम पदार्थ की संख्या की गणना करें।आवश्यक ग्रामों की संख्या की गणना करने के लिए, निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करें: ग्रामों की संख्या = (आवश्यक प्रतिशत) (आवश्यक मात्रा/100 मिली)। इस मामले में, आवश्यक प्रतिशत ग्राम में और आवश्यक मात्रा - मिलीलीटर में व्यक्त की जाती है।

   • उदाहरण: आपको 500 मिलीलीटर की मात्रा के साथ 5% NaCl घोल तैयार करने की आवश्यकता है।
   • ग्राम की संख्या = (5 ग्राम)(500 मिली/100 मिली) = 25 ग्राम।
   • यदि NaCl को समाधान के रूप में दिया जाता है, तो पाउडर के ग्राम की संख्या के बजाय बस 25 मिलीलीटर NaCl लें और उस मात्रा को अंतिम मात्रा से घटा दें: 25 मिलीलीटर NaCl प्रति 475 मिलीलीटर पानी।

4. पदार्थ का वजन करें.पदार्थ के आवश्यक द्रव्यमान की गणना करने के बाद, आपको इस मात्रा को मापना चाहिए। एक कैलिब्रेटेड स्केल लें, उस पर पैन रखें और इसे शून्य पर सेट करें। पदार्थ की आवश्यक मात्रा को ग्राम में तोलकर डालें।

   • घोल तैयार करना जारी रखने से पहले, बचे हुए पाउडर के स्केल को साफ करना सुनिश्चित करें।
   • उपरोक्त उदाहरण में, आपको 25 ग्राम NaCl का वजन करना होगा।

5. पदार्थ को आवश्यक मात्रा में तरल में घोलें।जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, पानी का उपयोग विलायक के रूप में किया जाता है। एक मापने वाला बीकर लें और तरल की आवश्यक मात्रा मापें। इसके बाद पाउडर सामग्री को तरल पदार्थ में घोल लें।

   • उस कंटेनर को लेबल करें जिसमें आप घोल को संग्रहित करेंगे। पदार्थ और उस पर उसकी सांद्रता को स्पष्ट रूप से इंगित करें।
   • उदाहरण: 5 प्रतिशत घोल प्राप्त करने के लिए 25 ग्राम NaCl को 500 मिलीलीटर पानी में घोलें।
   • याद रखें कि यदि आप किसी तरल पदार्थ को पतला कर रहे हैं, तो आवश्यक मात्रा में पानी प्राप्त करने के लिए, आपको घोल की अंतिम मात्रा से जोड़े गए पदार्थ की मात्रा को घटाना होगा: 500 मिली - 25 मिली = 475 मिली पानी।

   आणविक समाधान की तैयारी

   1. सूत्र का उपयोग करके प्रयुक्त पदार्थ का आणविक भार निर्धारित करें।किसी यौगिक का सूत्र आणविक भार (या बस आणविक भार) बोतल के किनारे ग्राम प्रति मोल (g/mol) में लिखा होता है। यदि आपको बोतल पर आणविक भार नहीं मिल रहा है, तो इसे ऑनलाइन देखें।

      • किसी पदार्थ का आणविक भार उस पदार्थ के एक मोल का द्रव्यमान (ग्राम में) होता है।
      • उदाहरण: सोडियम क्लोराइड (NaCl) का आणविक भार 58.44 g/mol है।

   2. आवश्यक घोल की मात्रा लीटर में निर्धारित करें।एक लीटर घोल तैयार करना बहुत आसान है, क्योंकि इसकी मोलरता मोल/लीटर में व्यक्त की जाती है, लेकिन घोल के उद्देश्य के आधार पर आपको एक लीटर से अधिक या कम बनाने की आवश्यकता हो सकती है। आवश्यक ग्राम की संख्या की गणना करने के लिए अंतिम मात्रा का उपयोग करें।

      • उदाहरण: 0.75 NaCl के मोल अंश के साथ 50 मिलीलीटर घोल तैयार करना आवश्यक है।
      • मिलीलीटर को लीटर में बदलने के लिए, उन्हें 1000 से विभाजित करें और 0.05 लीटर प्राप्त करें।

   3. आवश्यक आणविक समाधान तैयार करने के लिए आवश्यक ग्राम की संख्या की गणना करें।ऐसा करने के लिए, निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करें: ग्राम की संख्या = (आवश्यक मात्रा) (आवश्यक दाढ़) (सूत्र के अनुसार आणविक भार)। याद रखें कि आवश्यक मात्रा लीटर में, मोलरिटी प्रति लीटर में और आणविक भार ग्राम प्रति मोल में सूत्र के अनुसार व्यक्त किया जाता है।

      • उदाहरण: यदि आप 0.75 के NaCl के मोल अंश (सूत्र के अनुसार आणविक भार: 58.44 g/mol) के साथ 50 मिलीलीटर घोल तैयार करना चाहते हैं, तो आपको NaCl के ग्राम की संख्या की गणना करनी चाहिए।
      • ग्राम की संख्या = 0.05 एल * 0.75 मोल/लीटर * 58.44 ग्राम/मोल = 2.19 ग्राम NaCl।
      • माप की इकाइयों को कम करने से आपको पदार्थ का ग्राम मिलता है।

   4. पदार्थ का वजन करें.उचित रूप से कैलिब्रेटेड पैमाने का उपयोग करके, पदार्थ की आवश्यक मात्रा को तौलें। पैन को तराजू पर रखें और वजन करने से पहले इसे शून्य पर सेट करें। पदार्थ को कटोरे में तब तक डालें जब तक आपको आवश्यक द्रव्यमान न मिल जाए।

      • उपयोग के बाद स्केल पैन को साफ करें।
      • उदाहरण: 2.19 ग्राम NaCl का वजन करें।

   5. पाउडर को आवश्यक मात्रा में तरल में घोलें।जब तक अन्यथा उल्लेख न किया गया हो, अधिकांश समाधान पानी का उपयोग करके बनाए जाते हैं। इस मामले में, तरल की वही मात्रा ली जाती है जिसका उपयोग पदार्थ के द्रव्यमान की गणना के लिए किया गया था। पदार्थ को पानी में मिलाएं और पूरी तरह से घुलने तक हिलाएं।

      • समाधान के साथ कंटेनर को लेबल करें। विलेय और मोलरिटी को स्पष्ट रूप से लेबल करें ताकि घोल का बाद में उपयोग किया जा सके।
      • उदाहरण: एक बीकर (आयतन मापने का एक उपकरण) का उपयोग करके, 50 मिलीलीटर पानी मापें और इसमें 2.19 ग्राम NaCl घोलें।
      • घोल को तब तक हिलाएं जब तक पाउडर पूरी तरह से घुल न जाए।

   ज्ञात सांद्रता के घोल को पतला करना

   1. प्रत्येक घोल की सांद्रता निर्धारित करें।घोल को पतला करते समय, आपको मूल घोल की सांद्रता और वह घोल जो आप प्राप्त करना चाहते हैं, जानने की जरूरत है। यह विधि सांद्र विलयनों को पतला करने के लिए उपयुक्त है।

      • उदाहरण: आपको 5 एम समाधान से 1.5 एम NaCl समाधान के 75 मिलीलीटर तैयार करने की आवश्यकता है, मूल समाधान में 5 एम की एकाग्रता है, और आपको इसे 1.5 एम की एकाग्रता में पतला करने की आवश्यकता है।

   2. अंतिम समाधान की मात्रा निर्धारित करें.आपको उस समाधान की मात्रा ज्ञात करनी होगी जिसे आप प्राप्त करना चाहते हैं। आपको इस घोल को आवश्यक सांद्रण और आयतन तक पतला करने के लिए आवश्यक घोल की मात्रा की गणना करनी होगी।

      • उदाहरण: आपको 5 एम के शुरुआती समाधान से 1.5 एम NaCl समाधान के 75 मिलीलीटर तैयार करने की आवश्यकता है। इस उदाहरण में, समाधान की अंतिम मात्रा 75 मिलीलीटर है।

एक विघटित पदार्थ के कणों, विलायक और उनकी परस्पर क्रिया के उत्पादों से मिलकर बनता है। "सजातीय" का अर्थ है कि प्रत्येक घटक दूसरे के द्रव्यमान में अपने स्वयं के कणों, यानी परमाणुओं, अणुओं या आयनों के रूप में वितरित होता है। .

समाधान- चर, या विषम, संरचना की एक एकल-चरण प्रणाली, जिसमें दो या दो से अधिक घटक शामिल होते हैं।

एक या दूसरे प्रकार के समाधान का निर्माण अंतर-आणविक, अंतर-परमाणु, अंतर-आयनिक या अन्य प्रकार की अंतःक्रिया की तीव्रता से निर्धारित होता है, अर्थात, वही बल जो एकत्रीकरण की एक या किसी अन्य स्थिति की घटना को निर्धारित करते हैं। अंतर: किसी विलयन का निर्माण कणों की परस्पर क्रिया की प्रकृति और तीव्रता पर निर्भर करता है अलगपदार्थों

व्यक्तिगत पदार्थों की तुलना में, समाधान संरचना में अधिक जटिल होते हैं।

समाधान गैसीय, तरल और ठोस होते हैं।

ठोस, तरल, गैसीय घोल

अधिकतर, घोल का मतलब तरल पदार्थ होता है, उदाहरण के लिए पानी में नमक या अल्कोहल का घोल (या यहां तक ​​कि मिश्रण में सोने का घोल)।

विघटन

विघटन किसी पदार्थ के अणुओं का एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण है ( समाधान, विघटित अवस्था)। विलायक और विघटित पदार्थ के परमाणुओं (अणुओं) की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप होता है और ठोस पदार्थों के विघटन के दौरान एन्ट्रापी में वृद्धि और गैसों के विघटन के दौरान इसकी कमी के साथ होता है। विघटन पर, इंटरफ़ेज़ सीमा गायब हो जाती है, और समाधान के कई भौतिक गुण (उदाहरण के लिए, घनत्व, चिपचिपाहट, कभी-कभी रंग और अन्य) बदल जाते हैं।

विलायक और विलेय के बीच रासायनिक संपर्क के मामले में, रासायनिक गुण भी बहुत बदल जाते हैं - उदाहरण के लिए, जब हाइड्रोजन क्लोराइड गैस को पानी में घोला जाता है, तो तरल हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनता है।

इलेक्ट्रोलाइट्स और गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान

इलेक्ट्रोलाइट्स ऐसे पदार्थ हैं जो पिघले या जलीय घोल में विद्युत प्रवाह का संचालन करते हैं। पिघले या जलीय घोल में वे आयनों में वियोजित हो जाते हैं। नॉनइलेक्ट्रोलाइट्स ऐसे पदार्थ हैं जिनके जलीय घोल और पिघलने से विद्युत प्रवाह नहीं होता है, क्योंकि उनके अणु आयनों में विघटित नहीं होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स, जब उपयुक्त सॉल्वैंट्स (पानी, अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स) में घुलते हैं, तो आयनों में अलग हो जाते हैं। विघटन के दौरान मजबूत भौतिक-रासायनिक अंतःक्रिया से समाधान के गुणों (समाधान का रासायनिक सिद्धांत) में मजबूत परिवर्तन होता है।

वे पदार्थ, जो समान परिस्थितियों में, आयनों में विघटित नहीं होते हैं और विद्युत धारा का संचालन नहीं करते हैं, नॉनइलेक्ट्रोलाइट्स कहलाते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट्स में अम्ल, क्षार और लगभग सभी लवण शामिल होते हैं; गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स में अधिकांश कार्बनिक यौगिक, साथ ही ऐसे पदार्थ शामिल होते हैं जिनके अणुओं में केवल सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय या निम्न-ध्रुवीय बंधन होते हैं।

पॉलिमर समाधान

नौसेना के उच्च-आणविक पदार्थों के समाधान - प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, आदि में एक साथ वास्तविक और कोलाइडल समाधान के कई गुण होते हैं। घुले हुए का औसत आणविक भार...

समाधानों की एकाग्रता

उद्देश्य के आधार पर, समाधानों की सांद्रता का वर्णन करने के लिए विभिन्न भौतिक मात्राओं का उपयोग किया जाता है।

स्मरणीय नियम

मजबूत एसिड का घोल तैयार करने के मामले में, सुरक्षा नियमों के अनुसार, एसिड को पानी में मिलाया जाना चाहिए, लेकिन किसी भी मामले में इसके विपरीत नहीं। इस प्रयोगशाला तकनीक को याद रखने के लिए कई स्मरणीय नियम हैं:

"वृद्ध कॉन्यैक" (पानी में एसिड)

यह भी देखें

टिप्पणियाँ

साहित्य

• स्ट्रीटविज़र एंड्रयूकार्बनिक रसायन विज्ञान का परिचय. - चौथा संस्करण.. - मैकमिलन पब्लिशिंग कंपनी, न्यूयॉर्क, 1992. - आईएसबीएन आईएसबीएन 0-02-418170-6

विकिमीडिया फाउंडेशन.

2010.:

समानार्थी शब्द

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निर्माण, बांधने की मशीन, रेत और पानी का मिश्रण, समय के साथ पत्थर जैसी अवस्था प्राप्त कर लेता है। समाधान हैं: सीमेंट, चूना, जिप्सम, मिश्रित; पत्थर (मुख्य रूप से ईंट) चिनाई, परिष्करण (सहित ...) के लिए आधुनिक विश्वकोश

चिकित्सा में, एक तरल खुराक का रूप एक दवा (ठोस या तरल) और कुछ तरल (विलायक) का एक सजातीय पारदर्शी मिश्रण होता है ...

रेत, बांधने की मशीन और पानी का एक भवन मिश्रण, जो समय के साथ पत्थर जैसी स्थिति प्राप्त कर लेता है। मोर्टार के मुख्य प्रकार सीमेंट, चूना, जिप्सम, मिश्रित हैं। पत्थर (मुख्य रूप से ईंट) की चिनाई के लिए मोर्टार होते हैं,... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

समाधान 1, ए, एम। ओज़ेगोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश। एस.आई. ओज़ेगोव, एन.यू. श्वेदोवा। 1949 1992… ओज़ेगोव का व्याख्यात्मक शब्दकोश

समाधान.

समाधान परिवर्तनशील संरचना की सजातीय प्रणालियाँ हैं। एक घोल की रासायनिक संरचना और भौतिक गुण उसके आयतन के सभी भागों में समान होते हैं।

केवल पदार्थों को मिलाने के विपरीत, विघटन पर, कणों के बीच परस्पर क्रिया होती है, एक समाधान बनाना।

सजातीय और प्रणाली की अवधारणाओं का उपयोग अक्सर किसी समाधान को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।

इस स्थिति में, समाधान कहा जाता है सजातीय प्रणाली, दो या दो से अधिक घटकों से मिलकर बना है।

सजातीय और विषमांगी प्रणालियाँ

सजातीय प्रणाली(ग्रीक όμός से - बराबर, समान; γένω - जन्म देना) - एक सजातीय प्रणाली, जिसकी रासायनिक संरचना और भौतिक गुण सभी भागों में समान होते हैं या बिना किसी छलांग के लगातार बदलते रहते हैं (इसके हिस्सों के बीच कोई इंटरफेस नहीं होता है) प्रणाली)।

दो या दो से अधिक रासायनिक घटकों की एक सजातीय प्रणाली में, प्रत्येक घटक अणुओं, परमाणुओं और आयनों के रूप में दूसरे के द्रव्यमान में वितरित होता है। एक सजातीय प्रणाली के घटकों को यंत्रवत् एक दूसरे से अलग नहीं किया जा सकता है।

विषमांगी व्यवस्था(ग्रीक έτερος से - भिन्न; γένω - जन्म देना) - एक विषम प्रणाली जिसमें एक इंटरफ़ेस द्वारा अलग किए गए सजातीय भाग (चरण) होते हैं।

समाधानएकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में मौजूद हो सकता है - ठोस, तरल और गैसीय (वाष्प)।

ठोस विलयनों के उदाहरणों में कुछ धातु मिश्रधातुएँ, जैसे सोने और तांबे की मिश्रधातु, और वायु जैसे गैसीय विलयन शामिल हैं।

समाधानमानव जीवन में अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। इस प्रकार, मनुष्यों और जानवरों द्वारा भोजन को आत्मसात करने की प्रक्रिया पोषक तत्वों के घोल में स्थानांतरण से जुड़ी होती है। समाधान सभी सबसे महत्वपूर्ण शारीरिक तरल पदार्थ (रक्त, लसीका, आदि) हैं।

विलायक

प्रत्येक घोल में घुले हुए पदार्थ और एक विलायक होता है, अर्थात। एक ऐसा वातावरण जिसमें ये पदार्थ अणुओं और आयनों के रूप में समान रूप से वितरित होते हैं।

आम तौर पर विलायकउस घटक पर विचार करें जो परिणामी समाधान के समान एकत्रीकरण की स्थिति में अपने शुद्ध रूप में मौजूद है। उदाहरण के लिए, जलीय नमक घोल के मामले में, विलायक पानी है।

यदि दोनों घटक विघटन से पहले एकत्रीकरण की एक ही स्थिति में थे (उदाहरण के लिए, शराब और पानी), तो जो घटक बड़ी मात्रा में है उसे विलायक माना जाता है।

सत्य एवं कोलॉइडी विलयन

समाधानों में, पदार्थ अलग-अलग डिग्री में मौजूद हो सकते हैं फैलाव(अर्थात् विखंडन)।

कणों का आकार एक महत्वपूर्ण विशेषता है जो समाधानों के कई भौतिक-रासायनिक गुणों को निर्धारित करता है।

1. कण आकार के आधार पर, समाधानों को विभाजित किया गया है:सच्चा समाधान

2. (कण का आकार 1 माइक्रोन से कम) औरकोलाइडल समाधान

(कण का आकार 1 से 100 माइक्रोन तक)। 100 माइक्रोन से बड़े कणों वाला मिश्रण निलंबन बनाता है:निलंबन और.

कण आकार के आधार पर, समाधानों को विभाजित किया गया है:इमल्शन वहाँ हो सकता हैईओण का यामोलेकुलर

(कण का आकार 1 माइक्रोन से कम) औरयह इस पर निर्भर करता है कि क्या विलेय आयनों में विघटित होता है या अणुओं के रूप में असंबद्ध अवस्था में रहता है। वास्तविक समाधानों से गुणों में बहुत भिन्नता होती है। वेविजातीय , चूंकि उनके पास चरणों के बीच एक इंटरफ़ेस है - विघटित पदार्थ (परिक्षेपित प्रावस्था ) और विलायक ().

फैलाव माध्यम

उच्च-आणविक यौगिकों के समाधान: प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, रबर में सच्चे और कोलाइडल समाधान दोनों के गुण होते हैं और इन्हें एक विशेष समूह के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

समाधान, यांत्रिक मिश्रण और रासायनिक यौगिक

विलयनों की एकरूपता उन्हें रासायनिक यौगिकों के समान बनाती है।रासायनिक यौगिक

समाधान- एक जटिल पदार्थ जिसमें दो या दो से अधिक तत्वों के रासायनिक रूप से बंधे हुए परमाणु होते हैं। यह एक रासायनिक यौगिक नहीं है, बल्कि कम से कम दो मिश्रित यौगिक हैं। केवल पदार्थों को मिलाने के विपरीत,.

विघटन के दौरान, घोल बनाने वाले कणों के बीच परस्पर क्रिया होती है

समाधान और रासायनिक यौगिकों के बीच अंतर यह है कि समाधान की संरचना व्यापक सीमाओं के भीतर भिन्न हो सकती है।

इसके अलावा, किसी समाधान के गुणों में उसके व्यक्तिगत घटकों के कई गुणों का पता लगाया जा सकता है, जो रासायनिक यौगिक के मामले में नहीं देखे जाते हैं।

समाधानों की संरचना की परिवर्तनशीलता उन्हें यांत्रिक मिश्रण के करीब लाती है।यांत्रिक मिश्रण - एक भौतिक रासायनिक प्रणाली जिसमें दो या दो से अधिक रासायनिक यौगिक (घटक) शामिल होते हैं।.

प्रारंभिक सामग्री मिश्रण में अपरिवर्तित शामिल हैं। मिलाने पर कोई नया पदार्थ नहीं बनता

विलयन अपनी एकरूपता में यांत्रिक मिश्रण से बिल्कुल भिन्न होते हैं। इस प्रकार, समाधान यांत्रिक मिश्रण और रासायनिक यौगिकों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं।

विघटन प्रक्रिया

किसी द्रव में क्रिस्टल का विघटन इस प्रकार होता है।

जब एक क्रिस्टल को ऐसे तरल पदार्थ में डाला जाता है जिसमें वह घुल सकता है, तो अलग-अलग अणु उसकी सतह से अलग हो जाते हैं।

उत्तरार्द्ध, प्रसार के कारण, विलायक की पूरी मात्रा में समान रूप से वितरित होते हैं। किसी ठोस की सतह से अणुओं का पृथक्करण, एक ओर, उनकी स्वयं की कंपन गति के कारण होता है, और दूसरी ओर, विलायक के अणुओं के आकर्षण के कारण होता है।यह प्रक्रिया तब तक जारी रखनी होगी जब तक कि किसी भी संख्या में क्रिस्टल पूरी तरह से घुल न जाएं, यदि विपरीत प्रक्रिया न हुई हो -

क्रिस्टलीकरण . जो अणु विलयन में चले गए हैं, किसी ऐसे पदार्थ की सतह से टकराते हैं जो अभी तक विघटित नहीं हुआ है, फिर से उसकी ओर आकर्षित होते हैं और उसके क्रिस्टल का हिस्सा बन जाते हैं।यह स्पष्ट है कि समाधान से अणुओं की रिहाई उतनी ही तेजी से आगे बढ़ेगी समाधान एकाग्रता. और चूंकि पदार्थ के घुलने पर उत्तरार्द्ध बढ़ता है, तो अंततः एक क्षण आता है जबविघटन दर क्रिस्टलीकरण दर के बराबर हो जाती है

. फिर इसे स्थापित किया जाता है गतिशील संतुलन.

, जिस पर प्रति इकाई समय में समान संख्या में अणु घुलते और क्रिस्टलीकृत होते हैं।

वह विलयन जो विलेय के साथ संतुलन में होता है, कहलाता है

संतृप्त घोल

समाधानों की एकाग्रता संतृप्त समाधानों का उपयोग अपेक्षाकृत कम ही करना पड़ता है। ज्यादातर मामलों में, असंतृप्त समाधानों का उपयोग किया जाता है, अर्थात। संतृप्त घोल की तुलना में विलेय की कम सांद्रता के साथ।किसी घोल की सांद्रता एक निश्चित मात्रा में घोल या विलायक में निहित विलेय की मात्रा है। विलेय की उच्च सांद्रता वाले विलयन कहलाते हैं.

किसी विलयन की सांद्रता को विभिन्न तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है:

1. घोल की कुल मात्रा के सापेक्ष घुले हुए पदार्थ के प्रतिशत के रूप में।

2. 1 लीटर घोल में घुले पदार्थ के ग्राम अणुओं की संख्या।

3. 1000 ग्राम विलायक में घुले पदार्थ के ग्राम अणुओं की संख्या
वगैरह।

घुलनशीलता

घुलनशीलता किसी पदार्थ की किसी विशेष विलायक में घुलने की क्षमता है।.

दी गई शर्तों के तहत किसी पदार्थ की घुलनशीलता का माप है इसके संतृप्त घोल की सांद्रता.

विभिन्न पदार्थों की घुलनशीलता व्यापक रूप से भिन्न होती है।

• मैं फ़िन 100 ग्रामपानी अधिक घुलता है 10 ग्रापदार्थ, फिर ऐसा पदार्थ
  आमतौर पर कहा जाता है अत्यधिक घुलनशील.
• अगर घुल जाए 1 ग्राम से कमपदार्थ - विरल रूप से घुलनशील.
• यदि यह समाधान में चला जाता है 0.01 ग्राम से कमपदार्थ, तो ऐसे पदार्थ को कहते हैं
  व्यावहारिक रूप से अघुलनशील.

किसी पदार्थ की घुलनशीलता की भविष्यवाणी करने के सिद्धांत अभी तक ज्ञात नहीं हैं। हालाँकि, आमतौर पर ध्रुवीय अणुओं से युक्त पदार्थ और आयनिक बंधन प्रकार वाले पदार्थ ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (पानी, स्पिरिट, तरल अमोनिया) में बेहतर घुलते हैं, और गैर-ध्रुवीय पदार्थ गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (बेंजीन, कार्बन डाइसल्फ़ाइड) में बेहतर घुलते हैं।

अधिकांश ठोस पदार्थों का विघटन ऊष्मा के अवशोषण के साथ होता है। इसे किसी ठोस के क्रिस्टल जाली के विनाश पर महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा के व्यय द्वारा समझाया गया है, जिसकी भरपाई आमतौर पर हाइड्रेट्स (सॉल्वेट्स) के निर्माण के दौरान जारी ऊर्जा से पूरी तरह से नहीं होती है।

सामान्य तौर पर, तापमान में वृद्धि से ठोस पदार्थों की घुलनशीलता में वृद्धि होनी चाहिए।

लेचिया नंबर 17

समाधान

समाधान की सामान्य विशेषताएँ.

विलयनों की सांद्रता व्यक्त करने की विधियाँ।

ऊष्मागतिकी और विघटन प्रक्रिया का तंत्र।

घुलनशीलता.

विलायक के रूप में पानी. जीवों के जीवन में समाधान का महत्व

1. समाधान की सामान्य विशेषताएँ।

समाधानदो या दो से अधिक घटकों सहित परिवर्तनशील संरचना की सजातीय प्रणालियाँ हैं। समाधान घटकों के कण परमाणुओं, अणुओं या आयनों (कण आकार 0.1 - 0.5 एनएम) के रूप में इसके पूरे आयतन में वितरित होते हैं।

यांत्रिक मिश्रण के विपरीत, समाधानों का निर्माण, सिस्टम की एन्थैल्पी, एन्ट्रापी और आयतन में परिवर्तन के साथ होता है।

एकत्रीकरण की स्थिति के आधार पर, गैस, तरल और ठोस समाधानों को प्रतिष्ठित किया जाता है। लेकिन आमतौर पर समाधान शब्द तरल प्रणालियों को संदर्भित करता है।

2. विलयनों की सांद्रता व्यक्त करने की विधियाँ।

किसी घोल में घटकों की सापेक्ष सामग्री उसकी सांद्रता से निर्धारित होती है।

दाढ़ एकाग्रताएक लीटर घोल में निहित पदार्थ की मात्रा (mol/l) है:

ई
समतुल्य एकाग्रताएक लीटर घोल में मौजूद समकक्ष पदार्थ के मोलों की संख्या है (mol/l):

समकक्षकिसी पदार्थ का एक वास्तविक या सशर्त कण है जो एसिड-बेस प्रतिक्रिया में एक हाइड्रोजन आयन के बराबर होता है, और रेडॉक्स प्रतिक्रिया में एक इलेक्ट्रॉन के बराबर होता है।

एक मोल तुल्यांक का द्रव्यमान कहलाता है समतुल्य पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान(ई). विभिन्न प्रतिक्रियाओं में, एक ही पदार्थ के अलग-अलग समकक्ष हो सकते हैं।

मोलल एकाग्रताएक किलोग्राम विलायक (मोल/किग्रा) में निहित पदार्थ की मात्रा है:

एम
ऐस शेयरविलेय के द्रव्यमान और घोल के द्रव्यमान के अनुपात के बराबर:

एम
ध्रुवीय लोबघोल में घुले पदार्थ की मात्रा और पदार्थों की कुल मात्रा के अनुपात के बराबर:

को
एक नियम के रूप में, किसी पदार्थ की किसी दिए गए विलायक में एक निश्चित घुलनशीलता होती है। अंतर्गत घुलनशीलतासंतृप्त घोल में किसी पदार्थ की सांद्रता को समझें।

3. ऊष्मागतिकी और विघटन प्रक्रिया का तंत्र

विघटन एक जटिल भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया है जिसमें तीन मुख्य चरण शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक को थर्मोडायनामिक कार्यों H और S में परिवर्तन की विशेषता है:

विलेय में रासायनिक और अंतर-आणविक बंधों का विनाश (उदाहरण के लिए, क्रिस्टल जाली का विनाश): H 1 >0, S 1 >0

विलायक (सॉल्वेशन) के साथ विलेय कणों की रासायनिक अंतःक्रिया: H 2<0, S 2 <0

विसरण द्वारा विलायक माध्यम में विलेय कणों का समान वितरण: H 3 >0, S 3 >0

ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, विघटन प्रक्रिया की सहजता की शर्त गिब्स ऊर्जा में कमी है:

G = H - TS< 0,

जिसमें एन्थैल्पी H और एन्ट्रॉपी TS कारक शामिल होते हैं।

तरल पदार्थों में गैसों के घुलने से सिस्टम व्यवस्थित हो जाता है और इसलिए, एन्ट्रापी में कमी आती है: S pH<0. Движущей силой процесса растворения в этом случае является энтальпийный фактор и растворение большинства газов является процессом экзотермическим: Н р-ния <0. Таким образом, самопроизвольное растворение газов возможно при низких температурах (|Н| >|टीएस|)

तरल और ठोस पदार्थों के तरल में घुलने से सिस्टम में अव्यवस्था बढ़ जाती है और एन्ट्रापी में वृद्धि होती है: S pH>0। विघटन प्रक्रिया का कुल थर्मल प्रभाव मुख्य रूप से H 1 और H 2 द्वारा निर्धारित होता है और, उनके अनुपात के आधार पर, या तो सकारात्मक (NaCl) या नकारात्मक (NaOH) हो सकता है। अधिकांश क्रिस्टलीय पदार्थों का विघटन एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है H pH >0, क्योंकि क्रिस्टल जाली के विनाश पर खर्च की गई ऊर्जा की भरपाई सॉल्वेशन के कारण जारी ऊर्जा से नहीं होती है। इस प्रकार, अधिकांश ठोस पदार्थों का सहज विघटन उच्च तापमान (|H|) द्वारा सुगम होता है< |TS|).

ऐसे समाधान, जिनका निर्माण सिस्टम के आयतन में परिवर्तन और थर्मल प्रभाव (V=0, H=0) के साथ नहीं होता है, कहलाते हैं आदर्श. एक आदर्श समाधान के निर्माण के लिए प्रेरक शक्ति प्रणाली की एन्ट्रापी में वृद्धि है। एक आदर्श समाधान एक अमूर्त अवधारणा है। वास्तविक प्रणालियाँ केवल आदर्श प्रणालियों के करीब ही आ सकती हैं। एक आदर्श समाधान के मॉडल के सबसे करीब वे प्रणालियाँ हैं जिनमें घटक गुणों में समान होते हैं और व्यावहारिक रूप से एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं (उदाहरण के लिए, बेंजीन में टोल्यूनि का समाधान)। असीम रूप से पतला समाधान, जिसमें घुले हुए पदार्थ की कम सांद्रता के कारण परस्पर क्रिया कम हो जाती है, आदर्श गुणों के करीब पहुंच रहे हैं।

4. घुलनशीलता

अंतर्गत घुलनशीलतासंतृप्त विलयन में विलेय की सांद्रता को समझें।

घुलनशीलता को सांद्रता के समान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। घुलनशीलता गुणांक s का अक्सर उपयोग किया जाता है, जो 100 ग्राम विलायक वाले संतृप्त घोल में विलेय के द्रव्यमान (g) के बराबर होता है।

तर-बतरऐसा विलयन कहलाता है जो विलेय की अधिकता (G pH = 0) के साथ संतुलन में होता है। किसी संतृप्त घोल में दी गई परिस्थितियों में अधिकतम संभव सांद्रता होती है।

घुलनशीलता निर्भर करती है:

विलेय और विलायक की प्रकृति पर;

तापमान पर;

दबाव से;

तीसरे घटकों की उपस्थिति से.

प्रकृति का प्रभावघुलनशीलता के लिए घटकों का निर्धारण सिद्धांत द्वारा किया जाता है: जैसे समान में विलीन हो जाता है. ध्रुवीय विलायक, जैसे पानी, आयनिक बंधन (अकार्बनिक लवण, अम्ल और क्षार) वाले पदार्थों को अच्छी तरह से घोलते हैं। ध्रुवीय कार्बनिक यौगिक जो विलायक अणुओं (अल्कोहल, कार्बोक्जिलिक एसिड, एमाइन) के साथ हाइड्रोजन बंधन बनाते हैं, पानी में अच्छी घुलनशीलता रखते हैं। गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स, जैसे हाइड्रोकार्बन, गैर-ध्रुवीय और निम्न-ध्रुवीय यौगिकों (वसा) को घोलते हैं।

तापमान का प्रभावघुलनशीलता विघटन के थर्मल प्रभाव पर निर्भर करती है और ले चैटेलियर के सिद्धांत द्वारा निर्धारित की जाती है। तापमान में कमी से गैसों की घुलनशीलता में वृद्धि होती है, क्योंकि गैसों का विघटन एक ऊष्माक्षेपी प्रक्रिया है। अधिकांश ठोस और तरल पदार्थों की घुलनशीलता एक एंडोथर्मिक प्रक्रिया है और बढ़ते तापमान के साथ बढ़ती है।

दबाव का असरकेवल तभी महत्वपूर्ण है जब विघटन के दौरान सिस्टम की मात्रा में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है, जो तब देखा जाता है जब गैसें तरल पदार्थ में घुल जाती हैं। बढ़ते दबाव के साथ गैसों की घुलनशीलता बढ़ती है, क्योंकि इसके साथ सिस्टम के आयतन में कमी आती है।

हेनरी का नियम:

स्थिर तापमान पर तरल की एक निश्चित मात्रा में घुली गैस की मात्रा सीधे गैस के दबाव के समानुपाती होती है।

सी(एक्स) = के जी  पी(एक्स)

जहाँ c(X) - गैस की दाढ़ सांद्रता, mol/l

K g - हेनरी स्थिरांक, mol/lPa

पी(एक्स) - घोल के ऊपर गैस का दबाव, पा

तीसरे घटकों की उपस्थिति का प्रभाव.

इलेक्ट्रोलाइट्स (लवण) की उपस्थिति में तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता काफी कम हो जाती है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है नमकीन बनाना.

सेचेनोव का नियम:

इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति में तरल पदार्थों में गैसों की घुलनशीलता कम हो जाती है।

С(X) = С 0 (X)

जहां C(X) इलेक्ट्रोलाइट की उपस्थिति में गैस की घुलनशीलता है

सी 0 (एक्स) - शुद्ध विलायक में गैस घुलनशीलता

के सी - सेचेनोव स्थिरांक

सी ई - इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता

हेनरी और सेचेनोव के नियमों का जैविक महत्व।

दबाव में परिवर्तन के कारण रक्त में गैसों की घुलनशीलता में परिवर्तन से गंभीर बीमारी हो सकती है। गोताखोरों में डीकंप्रेसन बीमारी हेनरी के नियम की अभिव्यक्ति है। सेचेनोव के नियम के अनुसार, रक्त में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की घुलनशीलता इलेक्ट्रोलाइट्स, साथ ही प्रोटीन, लिपिड और अन्य पदार्थों की एकाग्रता पर निर्भर करती है।

5. पानी विलायक के रूप में। जीवों के जीवन में समाधान का महत्व

हमारे ग्रह पर सबसे आम विलायक पानी है। जानवरों और पौधों के जीवों में, पानी की मात्रा आमतौर पर 50% से अधिक होती है, और कुछ मामलों में 90-95% तक पहुँच जाती है।

पानी कई आयनिक और ध्रुवीय यौगिकों को अच्छी तरह से घोल देता है। पानी का यह गुण उसके उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक ( = 78.5) से जुड़ा है। परिणामस्वरूप, कई आयनिक यौगिक अलग हो जाते हैं और पानी में अत्यधिक घुलनशील हो जाते हैं। पदार्थों का एक अन्य वर्ग जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है, ध्रुवीय कार्बनिक यौगिक (अल्कोहल, एल्डिहाइड, कीटोन्स) हैं। उनकी घुलनशीलता पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड के गठन के कारण होती है।

पानी के अन्य असामान्य गुण भी महत्वपूर्ण हैं: उच्च सतह तनाव, कम चिपचिपापन, उच्च गलनांक और क्वथनांक, ठोस अवस्था की तुलना में तरल अवस्था में अधिक घनत्व।

अपनी उच्च ध्रुवता के कारण, पानी पदार्थों (एस्टर, एमाइड्स, आदि) के हाइड्रोलिसिस का कारण बनता है। चूँकि पानी शरीर के आंतरिक वातावरण का मुख्य हिस्सा है, यह शरीर में अवशोषण, पोषक तत्वों के संचलन और चयापचय उत्पादों की प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करता है।

सबसे महत्वपूर्ण जैविक तरल पदार्थ - रक्त, लसीका, मूत्र, लार, पसीना - पानी में लवण, प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, लिपिड के समाधान हैं। जीवित जीवों में जैव रासायनिक प्रक्रियाएं जलीय घोल में होती हैं।

शरीर के तरल मीडिया में, एक स्थिर pH, लवण और कार्बनिक पदार्थों की सांद्रता और एक स्थिर आसमाटिक दबाव बनाए रखा जाता है। इस स्थिरता को होमियोस्टैसिस कहा जाता है। उपरोक्त उदाहरणों से पता चलता है कि समाधानों का अध्ययन चिकित्सकों के लिए विशेष रुचि रखता है।