Dalam kehidupan sehari-hari, orang jarang menemukan zat murni. Sebagian besar benda adalah campuran zat.
Larutan adalah campuran homogen dimana komponen-komponennya tercampur secara merata. Ada beberapa jenis menurut ukuran partikel: sistem kasar, larutan molekuler dan sistem koloid, yang sering disebut sol. Artikel ini membahas solusi molekuler (atau benar). Kelarutan zat dalam air merupakan salah satu syarat utama yang mempengaruhi pembentukan senyawa.
Kelarutan zat: apa itu dan mengapa dibutuhkan
Untuk memahami topik ini, Anda perlu mengetahui apa itu larutan dan kelarutan zat. Secara sederhana, ini adalah kemampuan suatu zat untuk bergabung dengan yang lain dan membentuk campuran homogen. Dari sudut pandang ilmiah, definisi yang lebih kompleks dapat dipertimbangkan. Kelarutan zat adalah kemampuannya untuk membentuk komposisi homogen (atau heterogen) dengan satu atau lebih zat dengan distribusi komponen yang tersebar. Ada beberapa golongan zat dan senyawa:
- instan;
- tidak larut;
- tidak larut.
Apa yang dikatakan ukuran kelarutan suatu zat
Kandungan zat dalam campuran jenuh adalah ukuran kelarutannya. Seperti disebutkan di atas, untuk semua zat berbeda. Larut adalah mereka yang dapat mengencerkan lebih dari 10g dirinya sendiri dalam 100g air. Kategori kedua kurang dari 1 g dalam kondisi yang sama. Praktis tidak larut adalah mereka dalam campuran yang kurang dari 0,01 g komponen lewat. Dalam hal ini, zat tidak dapat mentransfer molekulnya ke air.
Berapa koefisien kelarutan
Koefisien kelarutan (k) adalah indikator massa maksimum suatu zat (g) yang dapat diencerkan dalam 100 g air atau zat lain.
Pelarut
Proses ini melibatkan pelarut dan zat terlarut. Yang pertama berbeda karena awalnya berada dalam keadaan agregasi yang sama dengan campuran akhir. Sebagai aturan, itu diambil dalam jumlah yang lebih besar.
Namun, banyak orang tahu bahwa air menempati tempat khusus dalam kimia. Ada aturan tersendiri untuk itu. Suatu larutan yang mengandung H2O disebut larutan berair. Ketika berbicara tentang mereka, cairan itu adalah ekstraktan meskipun dalam jumlah yang lebih kecil. Contohnya adalah larutan asam nitrat 80% dalam air. Proporsi di sini tidak sama Meskipun proporsi air lebih kecil daripada asam, tidak benar menyebut zat tersebut sebagai larutan 20% air dalam asam nitrat.
Ada campuran yang kekurangan H2O. Mereka akan menyandang namatidak berair. Larutan elektrolit seperti itu adalah konduktor ionik. Mereka mengandung ekstraktan tunggal atau campuran. Mereka terdiri dari ion dan molekul. Mereka digunakan dalam industri seperti obat-obatan, produksi bahan kimia rumah tangga, kosmetik dan area lainnya. Mereka dapat menggabungkan beberapa zat yang diinginkan dengan kelarutan yang berbeda. Komponen dari banyak produk yang diterapkan secara eksternal bersifat hidrofobik. Dengan kata lain, mereka tidak berinteraksi dengan baik dengan air. Dalam campuran seperti itu, pelarut mungkin mudah menguap, tidak mudah menguap, atau digabungkan. Zat organik dalam kasus pertama melarutkan lemak dengan baik. Zat yang mudah menguap antara lain alkohol, hidrokarbon, aldehida, dan lain-lain. Mereka sering dimasukkan dalam bahan kimia rumah tangga. Non-volatile paling sering digunakan untuk pembuatan salep. Ini adalah minyak lemak, parafin cair, gliserin dan lainnya. Gabungan adalah campuran yang mudah menguap dan tidak mudah menguap, misalnya etanol dengan gliserin, gliserin dengan dimexide. Mereka mungkin juga mengandung air.
Jenis solusi berdasarkan derajat kejenuhan
Larutan jenuh adalah campuran bahan kimia yang mengandung konsentrasi maksimum satu zat dalam pelarut pada suhu tertentu. Itu tidak akan berkembang biak lebih jauh. Dalam persiapan zat padat, presipitasi terlihat, yang berada dalam keseimbangan dinamis dengannya. Konsep ini berarti keadaan yang bertahan dalam waktu karena alirannya secara simultan dalam dua arah yang berlawanan (reaksi maju dan mundur) dengan kecepatan yang sama.
Jika zatnyapada suhu konstan masih dapat terurai, maka larutan ini tidak jenuh. Mereka stabil. Tetapi jika Anda terus menambahkan zat ke dalamnya, itu akan diencerkan dalam air (atau cairan lain) hingga mencapai konsentrasi maksimumnya.
Tampilan lain - terlalu jenuh. Ini mengandung lebih banyak zat terlarut daripada yang bisa ada pada suhu konstan. Karena kenyataan bahwa mereka berada dalam keseimbangan yang tidak stabil, dampak fisik pada mereka menyebabkan kristalisasi.
Bagaimana cara membedakan larutan jenuh dari larutan tak jenuh?
Ini cukup mudah untuk dilakukan. Jika zatnya padat, maka endapan dapat dilihat dalam larutan jenuh. Dalam hal ini, ekstraktan dapat mengental, seperti, misalnya, dalam komposisi jenuh, air yang telah ditambahkan gula.
Tetapi jika Anda mengubah kondisinya, menaikkan suhu, maka itu tidak lagi dianggap jenuh, karena pada suhu yang lebih tinggi konsentrasi maksimum zat ini akan menjadi lain.
Teori interaksi komponen solusi
Ada tiga teori tentang interaksi unsur-unsur dalam campuran: fisika, kimia dan modern. Penulis yang pertama adalah Svante August Arrhenius dan Wilhelm Friedrich Ostwald. Mereka berasumsi bahwa, karena difusi, partikel pelarut dan zat terlarut terdistribusi secara merata di seluruh volume campuran, tetapi tidak ada interaksi di antara mereka. Teori kimia yang dikemukakan oleh Dmitri Ivanovich Mendeleev adalah kebalikannya. Menurutnya, sebagai akibat dari interaksi kimia di antara mereka, tidak stabilsenyawa komposisi konstan atau variabel, yang disebut solvat.
Saat ini, teori terpadu Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky dan Ivan Alekseevich Kablukov digunakan. Ini menggabungkan fisik dan kimia. Teori modern mengatakan bahwa dalam larutan ada partikel zat yang tidak berinteraksi dan produk interaksinya - solvat, keberadaannya dibuktikan Mendeleev. Dalam kasus ketika ekstraktan adalah air, mereka disebut hidrat. Fenomena di mana solvat (hidrat) terbentuk disebut solvasi (hidrasi). Ini mempengaruhi semua proses fisik dan kimia dan mengubah sifat-sifat molekul dalam campuran. Solvasi terjadi karena kulit solvasi, yang terdiri dari molekul ekstraktan yang terkait erat dengannya, mengelilingi molekul zat terlarut.
Faktor yang mempengaruhi kelarutan zat
Komposisi kimia zat. Aturan "suka menarik suka" berlaku untuk reagen juga. Zat-zat yang memiliki kesamaan sifat fisika dan kimia dapat saling larut lebih cepat. Misalnya, senyawa non-polar berinteraksi dengan baik dengan senyawa non-polar. Zat dengan molekul polar atau struktur ionik diencerkan dalam yang polar, misalnya, dalam air. Garam, alkali, dan komponen lain terurai di dalamnya, sedangkan yang non-polar melakukan yang sebaliknya. Contoh sederhana dapat diberikan. Untuk menyiapkan larutan gula jenuh dalam air, diperlukan jumlah zat yang lebih banyak daripada garam. Apa artinya? Sederhananya, Anda bisa berkembang biak lebih banyakgula dalam air daripada garam.
Suhu. Untuk meningkatkan kelarutan padatan dalam cairan, Anda perlu meningkatkan suhu ekstraktan (berfungsi dalam banyak kasus). Sebuah contoh dapat ditunjukkan. Jika Anda memasukkan sejumput natrium klorida (garam) ke dalam air dingin, proses ini akan memakan waktu lama. Jika Anda melakukan hal yang sama dengan media panas, maka pembubaran akan jauh lebih cepat. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa sebagai akibat dari peningkatan suhu, energi kinetik meningkat, yang sebagian besar sering dihabiskan untuk penghancuran ikatan antara molekul dan ion padatan. Namun, ketika suhu naik dalam kasus garam lithium, magnesium, aluminium dan alkali, kelarutannya menurun.
Tekanan. Faktor ini hanya mempengaruhi gas. Kelarutan mereka meningkat dengan meningkatnya tekanan. Lagi pula, volume gas berkurang.
Ubah laju disolusi
Jangan bingung indikator ini dengan kelarutan. Bagaimanapun, faktor yang berbeda mempengaruhi perubahan kedua indikator ini.
Tingkat fragmentasi zat terlarut. Faktor ini mempengaruhi kelarutan zat padat dalam cairan. Dalam keadaan utuh (kental), komposisi yang diencerkan lebih lama daripada yang dipecah menjadi potongan-potongan kecil. Mari kita ambil contoh. Sebongkah garam padat akan membutuhkan waktu lebih lama untuk larut dalam air daripada garam dalam bentuk pasir.
Kecepatan mengaduk. Seperti diketahui, proses ini dapat dikatalisis dengan pengadukan. Kecepatannya juga penting, karena semakin besar, semakin cepat larut.zat dalam cairan.
Mengapa kita perlu mengetahui kelarutan zat padat dalam air?
Pertama-tama, skema seperti itu diperlukan untuk menyelesaikan persamaan kimia dengan benar. Dalam tabel kelarutan ada muatan semua zat. Mereka perlu diketahui untuk mencatat reagen dengan benar dan menyusun persamaan reaksi kimia. Kelarutan dalam air menunjukkan apakah garam atau basa dapat berdisosiasi. Senyawa berair yang menghantarkan arus memiliki elektrolit kuat dalam komposisinya. Ada tipe lain. Mereka yang melakukan arus buruk dianggap elektrolit lemah. Dalam kasus pertama, komponennya adalah zat yang sepenuhnya terionisasi dalam air. Sedangkan elektrolit lemah menunjukkan indikator ini hanya sebagian kecil.
Persamaan reaksi kimia
Ada beberapa jenis persamaan: molekul, ion penuh, dan ion pendek. Padahal, opsi terakhir adalah bentuk molekul yang dipersingkat. Ini adalah jawaban terakhir. Persamaan lengkap berisi reaktan dan produk reaksi. Sekarang giliran tabel kelarutan zat. Pertama, Anda perlu memeriksa apakah reaksi tersebut layak, yaitu, apakah salah satu kondisi untuk reaksi terpenuhi. Hanya ada 3 di antaranya: pembentukan air, pelepasan gas, pengendapan. Jika dua kondisi pertama tidak terpenuhi, Anda perlu memeriksa yang terakhir. Untuk melakukan ini, Anda perlu melihat tabel kelarutan dan mencari tahu apakah ada garam atau basa yang tidak larut dalam produk reaksi. Jika ya, maka ini akan menjadi sedimen. Selanjutnya, tabel akan diminta untuk menulis persamaan ionik. Karena semua garam dan basa terlarut adalah elektrolit kuat,kemudian akan terurai menjadi kation dan anion. Selanjutnya, ion yang tidak terikat direduksi, dan persamaannya ditulis dalam bentuk singkat. Contoh:
- K2SO4+BaCl2=BaSO4 ↓+2HCl,
- 2K+2SO4+Ba+2Cl=BaSO4↓+2K+2Cl,
- Ba+SO4=BaSO4↓.
Jadi, tabel kelarutan zat adalah salah satu syarat utama untuk menyelesaikan persamaan ion.
Tabel detail membantu Anda mengetahui berapa banyak komponen yang perlu Anda ambil untuk menyiapkan campuran yang kaya.
Tabel kelarutan
Ini adalah tabel tidak lengkap yang biasa. Penting untuk menunjukkan suhu air di sini, karena ini adalah salah satu faktor yang telah kita bahas di atas.
Bagaimana cara menggunakan tabel kelarutan?
Tabel kelarutan zat dalam air adalah salah satu asisten utama ahli kimia. Ini menunjukkan bagaimana berbagai zat dan senyawa berinteraksi dengan air. Kelarutan zat padat dalam cairan merupakan indikator yang tanpanya banyak manipulasi kimia tidak mungkin dilakukan.
Tabel ini sangat mudah digunakan. Kation (partikel bermuatan positif) ditulis di baris pertama, anion (partikel bermuatan negatif) ditulis di baris kedua. Sebagian besar tabel ditempati oleh kisi-kisi dengan simbol-simbol tertentu di setiap sel. Ini adalah huruf "P", "M", "H" dan tanda "-" dan "?".
- "P" - senyawa larut;
- "M" - larut sedikit;
- "H" - tidak larut;
- "-" - tidak ada koneksi;
- "?" - tidak ada informasi tentang keberadaan koneksi.
Ada satu sel kosong di tabel ini - ini adalah air.
Contoh sederhana
Sekarang tentang bagaimana bekerja dengan materi tersebut. Misalkan Anda perlu mencari tahu apakah garam larut dalam air - MgSo4 (magnesium sulfat). Untuk melakukan ini, Anda perlu menemukan kolom Mg2+ dan turun ke baris SO42-. Di persimpangan mereka ada huruf P, yang berarti senyawa itu larut.
Kesimpulan
Jadi, kita telah mempelajari pertanyaan tentang kelarutan zat dalam air dan tidak hanya. Tanpa ragu, pengetahuan ini akan berguna dalam studi kimia lebih lanjut. Bagaimanapun, kelarutan zat memainkan peran penting di sana. Ini akan berguna untuk memecahkan persamaan kimia dan berbagai masalah.
