Kimia adalah ilmu yang menarik dan cukup kompleks. Istilah dan konsepnya kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, dan tidak selalu secara intuitif jelas apa artinya dan apa artinya. Salah satu konsep tersebut adalah kelarutan. Istilah ini banyak digunakan dalam teori solusi, dan dalam kehidupan sehari-hari kita menemukan penggunaannya karena kita dikelilingi oleh solusi yang sama. Tetapi bukan penggunaan konsep ini yang penting, tetapi fenomena fisik yang ditunjukkannya. Tetapi sebelum beralih ke bagian utama dari cerita kita, mari kita maju cepat ke abad kesembilan belas, ketika Svante Arrhenius dan Wilhelm Ostwald merumuskan teori disosiasi elektrolitik.
Sejarah
Studi tentang larutan dan kelarutan dimulai dengan teori fisika disosiasi. Ini adalah yang paling mudah untuk dipahami, tetapi terlalu primitif dan bertepatan dengan kenyataan hanya dalam beberapa saat. Inti dari teori ini adalah bahwa zat terlarut, masuk ke dalam larutan, terurai menjadi partikel bermuatan yang disebut ion. Partikel inilah yang menentukan sifat kimia larutan dan beberapa karakteristik fisiknya, termasuk konduktivitas dan titik didih, titik leleh, dan titik kristalisasi.
Tapi masih ada lagiteori kompleks yang menganggap solusi sebagai sistem di mana partikel berinteraksi satu sama lain dan membentuk apa yang disebut solvat - ion yang dikelilingi oleh dipol. Dipol secara umum adalah molekul netral, kutub-kutubnya bermuatan berlawanan. Dipol paling sering merupakan molekul pelarut. Masuk ke dalam larutan, zat terlarut terurai menjadi ion, dan dipol tertarik ke satu ion oleh ujung yang bermuatan berlawanan terhadap mereka, dan ke ion lain oleh ujung yang bermuatan berlawanan, masing-masing. Jadi, solvat diperoleh - molekul dengan kulit molekul netral lainnya.
Sekarang mari kita bicara sedikit tentang esensi dari teori itu sendiri dan melihatnya lebih dekat.
Teori solusi
Pembentukan partikel semacam itu dapat menjelaskan banyak fenomena yang tidak dapat dijelaskan menggunakan teori klasik solusi. Misalnya, efek termal dari reaksi disolusi. Dari sudut pandang teori Arrhenius, sulit untuk mengatakan mengapa, ketika satu zat dilarutkan ke dalam zat lain, panas dapat diserap dan dilepaskan. Ya, kisi kristal dihancurkan, dan oleh karena itu energi dikeluarkan dan larutan mendingin, atau dilepaskan selama peluruhan karena kelebihan energi ikatan kimia. Tetapi ternyata tidak mungkin untuk menjelaskan hal ini dari sudut pandang teori klasik, karena mekanisme penghancuran itu sendiri tetap tidak dapat dipahami. Dan jika kita menerapkan teori kimia larutan, menjadi jelas bahwa molekul pelarut, yang terjepit ke dalam rongga kisi, menghancurkannya dari dalam, seolah-olah "menutup"ion dari satu sama lain oleh kulit solvasi.
Di bagian selanjutnya, kita akan melihat apa itu kelarutan dan segala sesuatu yang berhubungan dengan besaran yang tampaknya sederhana dan intuitif ini.
Konsep kelarutan
Ini murni intuitif bahwa kelarutan menunjukkan seberapa baik suatu zat larut dalam pelarut tertentu. Namun, kita biasanya hanya tahu sedikit tentang sifat pelarutan zat. Mengapa, misalnya, kapur tidak larut dalam air, dan garam meja - sebaliknya? Ini semua tentang kekuatan ikatan dalam molekul. Jika ikatannya kuat, maka karena itu, partikel-partikel ini tidak dapat berdisosiasi menjadi ion, sehingga menghancurkan kristal. Oleh karena itu, tetap tidak larut.
Kelarutan adalah karakteristik kuantitatif yang menunjukkan berapa proporsi zat terlarut dalam bentuk partikel terlarut. Nilainya tergantung pada sifat zat terlarut dan pelarut. Kelarutan dalam air untuk zat yang berbeda berbeda, tergantung pada ikatan antara atom dalam molekul. Zat yang memiliki ikatan kovalen memiliki kelarutan paling rendah, sedangkan yang memiliki ikatan ion memiliki kelarutan paling tinggi.
Tetapi tidak selalu mungkin untuk memahami mana kelarutan yang besar dan mana yang kecil. Oleh karena itu, pada bagian selanjutnya kita akan membahas apa itu kelarutan berbagai zat dalam air.
Perbandingan
Ada banyak pelarut cair di alam. Bahkan ada lebih banyak zat alternatif yang dapat berfungsi sebagai yang terakhir ketika kondisi tertentu tercapai, misalnya, kondisi tertentukeadaan agregat. Menjadi jelas bahwa jika Anda mengumpulkan data tentang kelarutan satu sama lain dari setiap pasangan "zat terlarut - pelarut", itu tidak akan cukup untuk selamanya, karena kombinasinya sangat besar. Oleh karena itu, kebetulan di planet kita air adalah pelarut dan standar universal. Mereka melakukan ini karena ini adalah yang paling umum di Bumi.
Dengan demikian, tabel kelarutan dalam air disusun untuk ratusan dan ribuan zat. Kita semua telah melihatnya, tetapi dalam versi yang lebih pendek dan lebih mudah dipahami. Sel-sel tabel berisi huruf yang menunjukkan zat terlarut, tidak larut atau sedikit larut. Tetapi ada tabel yang lebih khusus untuk mereka yang sangat berpengalaman dalam kimia. Ini menunjukkan nilai numerik yang tepat dari kelarutan dalam gram per liter larutan.
Sekarang mari kita beralih ke teori yang namanya kelarutan.
Kimia Kelarutan
Bagaimana proses pembubaran itu sendiri terjadi, kami telah menganalisis di bagian sebelumnya. Tetapi bagaimana, misalnya, untuk menuliskan semuanya sebagai reaksi? Semuanya tidak begitu sederhana di sini. Misalnya, ketika asam dilarutkan, ion hidrogen bereaksi dengan air membentuk ion hidronium H3O+. Jadi, untuk HCl, persamaan reaksinya akan terlihat seperti ini:
HCl + H2O =H3O+ + Cl-
Kelarutan garam, tergantung pada strukturnya, juga ditentukan oleh reaksi kimianya. Jenis yang terakhir tergantung pada struktur garam danikatan dalam molekulnya.
Kami menemukan cara merekam kelarutan garam dalam air secara grafis. Sekarang saatnya untuk aplikasi praktis.
Aplikasi
Jika Anda membuat daftar kasus ketika nilai ini diperlukan, bahkan satu abad pun tidak cukup. Secara tidak langsung, dengan menggunakannya, Anda dapat menghitung jumlah lain yang sangat penting untuk mempelajari solusi apa pun. Tanpa itu, kita tidak akan dapat mengetahui konsentrasi pasti zat tersebut, aktivitasnya, kita tidak akan dapat menilai apakah obat itu akan menyembuhkan seseorang atau membunuh (bagaimanapun juga, bahkan air dalam jumlah besar dapat mengancam jiwa).
Selain untuk keperluan industri kimia dan ilmiah, pemahaman esensi kelarutan juga diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Memang, kadang-kadang diperlukan untuk menyiapkan, katakanlah, larutan zat yang lewat jenuh. Misalnya, ini diperlukan untuk mendapatkan kristal garam untuk pekerjaan rumah anak. Mengetahui kelarutan garam dalam air, kita dapat dengan mudah menentukan berapa banyak garam yang perlu dituangkan ke dalam bejana sehingga mulai mengendap dan membentuk kristal dari kelebihan.
Sebelum kita mengakhiri perjalanan singkat kita ke kimia, mari kita bicara tentang beberapa konsep yang berkaitan dengan kelarutan.
Apa lagi yang menarik?
Menurut pendapat kami, jika Anda telah mencapai bagian ini, Anda mungkin sudah memahami bahwa kelarutan bukan hanya kuantitas kimia yang aneh. Ini adalah dasar untuk besaran lainnya. Dan di antaranya: konsentrasi, aktivitas, konstanta disosiasi, pH. Dan ini bukan daftar lengkap. Anda pasti pernah mendengar setidaknya satudari kata-kata ini. Tanpa pengetahuan tentang sifat larutan ini, yang studinya dimulai dengan kelarutan, kita tidak dapat lagi membayangkan kimia dan fisika modern. Apa fisika di sini? Terkadang fisikawan juga berurusan dengan solusi, mengukur konduktivitasnya, dan menggunakan properti lain untuk kebutuhan mereka sendiri.
Kesimpulan
Dalam artikel ini kita berkenalan dengan konsep kimia seperti kelarutan. Ini mungkin informasi yang cukup berguna, karena kebanyakan dari kita hampir tidak memahami esensi mendalam dari teori solusi tanpa memiliki keinginan untuk mendalami studinya secara mendetail. Bagaimanapun, sangat berguna untuk melatih otak Anda dengan mempelajari sesuatu yang baru. Bagaimanapun, seseorang harus "belajar, belajar, dan belajar lagi" sepanjang hidupnya.
