Практична частина. Розчинність речовин.

Використовуючи таблицю розчинності я знайшов по оному представнику розчинних, малорозчинних та практично нерозчинних речовин і спробував перевірити відомості з таблиці на практиці. Розчинною речовиною я обрав натрій хлорид - нашу звичайну кухонну сіль. Дослід довів, що вона і справді відноситься до розчинних речовин.

Серед малорозчинних речовин досить доступним було гашене вапно (кальцій гідроксид). І справді ця речовина малорозчинна:

Серед практично нерозчинних я обрав крейду (кальцій карбонат):

І на цей раз таблиця розчинності не підвела! )))

Практична частина. Приготування насиченого розчину та вирощування кристалу.

Ця частина проекту була найцікавішою! Дуже цікаво вирощувати кристали! Цього разу я обрав мідний купорос, і кристали утворилися яскраво синього кольору1 Краса!

Приготування насиченого розчину і внесення затравки

Вирощуємо... )))

Ось і моє диво дивне! Краса! Чи не так?

Наступного разу візьмусь вирощувати кристали з інших солей. Поки виконував завдання. з"ясував. що типи зв"язків впливають і умови вирощування впливають на форму і щильність кристалів. Цікаво. Дослідимо!

Практична частина. Істинні та колоїдні розчини.

Уррра! У мене видно промінь у істинному розчині! Чаклунство якесь! ))))

Промінь світла видно у колоідному розчині, І не дивлячись на те, що ми тих частинок не бачимо, проміню їх достатньо щоб відбитися і бути помітним! У істинному розчині частинки дуууууууже малі. і промінь світла ми не бачимо.

Практична частина. Типи дисперсних систем.

Ось такі дисперсні системи я знайшов або зміг приготувати самостійно:

Золь

Суспензія

Емульсія 

РОЗЧИН І ЙОГО КОМПОНЕНТИ: РОЗЧИННИК, РОЗЧИНЕНА РЕЧОВИНА. РОЗЧИННІСТЬ, ЇЇ ЗАЛЕЖНІСТЬ ВІД РІЗНИХ ЧИННИКІВ. ТЕПЛОВІ ЯВИЩА, ЩО СУПРОВОДЖУЮТЬ РОЗЧИНЕННЯ РЕЧОВИН. ФІЗИКО-ХІМІЧНА СУТЬ ПРОЦЕСУ РОЗЧИНЕННЯ. ПОНЯТТЯ ПРО КРИСТАЛОГІДРАТИ



Фізико-хімічна суть процесу розчинення.
Поняття про кристалогідрати та теплові явища, що супроводжують розчинення речовин 
• Фізико-хімічна суть процесу розчинення. У чому вона полягає? Спробуймо відповісти на це запитання, звернувшись до простих дослідів із розчинення речовин, добре відомих вам з повсякденного життя. До склянки з водою помістимо грудочку цукру (мал. 5.1,1). Поступово вона зменшуватиметься аж до повного «зникнення». Такі зміни ми спостерігатимемо на макрорівні фізичного світу.


Завдання

Спираючись на власний досвід приготування чаю, назвіть дві умови, за яких розчинення цукру пришвидшується.

Спостережувані явища зумовлені складними процесами, які відбуваються між молекуламицукру і води на мікрорівні. Молекули цукру містять полярні гідроксильні групи (докладніше про будову молекули сахарози ви дізнаєтеся, вивчаючи органічні речовини). Саме тому на поверхні кристала цукру між молекулами сахарози і води утворюються водневі зв'язки: з однією молекулою цукру зв'язуються кілька молекул води. Такі молекули називають гідратованими. Тепловий рух молекул л:ли змушує зв'язані з ними молекули цукру відокремлюватися від кристала й переходити у середовище розчинника. Молекули цукру, які перейшли із кристала в розчин, хаотично пересуваються у ньому разом із молекулами води завдяки тепловому руху. Це явище, добре відоме вам з курсу природознавства, називають дифузією.

Процес дифузії відбувається досить повільно, тому поблизу поверхні кристалів накопичується надлишок молекул цукру. Вони вже відокремлені від кристала, але ще не дифундували в розчин. Це перешкоджає новим молекулам води наблизитися до поверхні кристала та утворити водневі зв'язки з його молекулами. Під час перемішування розчину дифузія відбувається інтенсивніше, тож розчинення цукру пришвидшується. Згодом гідратовані молекули цукру рівномірно розподіляються між молекулами води. Молекули цукру не тільки відокремлюються від кристала, а й знов приєднуються до нього з розчину. Якщо цукру взято порівняно небагато, у розчин переходить більше його молекул, ніж приєднується до кристала, - відбувається розчинення. Якщо вода контактує з більшою кількістю кристалів, то кількість молекул, які відокремлюються від кристала и приєднуються до нього, стає однаковою, розчин насичується. Тому на макрорівні спостерігаємо припинення розчинення, хоча на мікрорівні взаємозворотні процеси розчинення й кристалізації тривають. Докладніше про насичені розчини йтиметься у наступному параграфі.

Під час розчинення йонних кристалів диполі води взаємодіють із йонами кристалічних ґраток завдяки електростатичним силам (особливості цієї взаємодії ви щойно вивчали на уроках фізики).

Завдання
За малюнком 5.2 опишіть явища, які відбуваються під час розчинення натрій хлориду (головної складової кухонної солі) у воді.

Унаслідок цього процесу утворюються гідратовані йони. Які спостережувані на макрорівні зміни свідчать про це? Наприклад, у безводному купрум(II) сульфаті (мал. 5.3,1) катіон Купруму(II) безбарвний, а у водному розчині купрум(ІІ) сульфату (мал. 5.3,2) гідратований катіон Купруму(II) має блакитне забарвлення (мал. 5.3,3).


Отже, розчинення речовин супроводжується взаємодією розчинника розчиненої речовини. Якщо розчинник - вода, процес називають гідра-тацією, а його продукти — гідратами.

Тобто компонентами розчину є розчинник, розчинена речовина і продукти їхньої взаємодії.

Під час випарювання водних розчинів деяких твердих речовин утворюються так звані кристалогідрати - кристали, до складу яких входять молекули води. Наприклад, одна формульна одиниця мідного купоросу – чи не найвідомішого кристалогідрату - містить п'ять молекул води мал. 5.3,4). Хімічна формула мідного купоросу СuS0₄ • 5Н₂0*.

Кристалогідрати порівняно нестійкі й згодом розкладаються, втрачаючи кристалізаційну воду. Цьому процесу так званого вивітрювання сприяють підвищення температури та низька вологість повітря.

Безводні кристали деяких речовин гігроскопічні й поглинають воду з навколишнього середовища, утворюючи кристалогідрати. Наприклад, безводний купрум(ІІ) хлорид треба зберігати у щільно закоркованій понині аби запобігти доступу повітря. Якщо посудина відкрита, безводна сіль вбирає з повітря вологу й поступово перетворюється на кристалогідрат.

Чимало мінералів є кристалогідратами, наприклад трона (мал. 5.4.). Деякі речовини (поміж них є й органічні) у чистому вигляді можна добути тільки у формі кристалогідратів. Кристали добре відомої васм харчової лимонної кислоти є мононогідратом цієї речовини. Однак у складі  шипучих лікарських форм і сухих концентратів солодких напоїв використовують не кристалогідрат, а везводну лимонну кислоту.


Мідний купорос - тривіальна назва сполуки складу СuS0₄ • 5Н₂0, за систематичною номенклатурою її називають так: купрум (II) сульфат, пентагідрат. Префікс пента- означає «п'ять». Для позначення кількості молекул кристалізаційНОЇ води у формульній одиниці кристалогідрату використовують й інші префікси: моно- - «один», ди- - «два», гепта- - «сім», дека- - «десять» тощо. Знак - « • » у формулах кристалогідратів не є знаком множення. Тому під час обчислення відносної формульної маси кристалогідрату слід до відносної формульної маси безводної солі додати відносну масу певної кількості молекул води:

Мr(СuS0₄ • 5Н₂0) = Мr(СuS0₄) + 5Мr(Н₂0) =

= 64 + 32 + 4 • 16 + 5 • (2 • 1 + 16) = 250

• Розгляньмо найважливіші кристалогідрати, які широко використовують у повсякденному житті. Мідний купорос запобігає розвитку пліснявих грибів, тому входить до складу численних сумішей, які використовують у будівництві та ремонті квартир. Також він ефективний у боротьбі зі шкідниками рослин і як мікродобриво. З цією ж метою застосовують інший кристалогідрат - ферум(ІІ) сульфат, гептагідрат -залізний купорос FеS0₄ • 7Н₂0. Натрій сульфат, декагідрат - глауберова сіль Nа₂S0₄ • 10Н₂О - перевірене часом послаблююче у медицині та ветеринарії. Натрій карбонат, декагідрат -кристалічна сода Nа₂С0₃ • 10Н₂О.

Цю сполуку застосовують,  зокрема, у виробництві засобів для миття і чищення. Вже згадуваний мінерал трону використовують як компонент пральних порошків нового покоління.

Отже окрім розчинника та розчинюваної речовини, у водному розчині містяться й продукти їхньої взаємодії - гідрати. У процесі розчинення беруть участь сили як фізичної, так і хімічної природи. Процес розчинення внаслідок взаємодії компонентів розчину супроводжується різними явищами, наприклад зміною кольору під час гідратації деяких йонів або зменшенням об'єму розчину етилового спирту у воді, порівняно із сумою об'ємів цих рідин до змішування (мал. 5.5).


• Теплові явища, що супроводжують розчинення речовин, також є наслідком взаємодії компонентів розчину. Молекули води руйнують зв'язки між структурними частинками розчинюваної речовини молекулами або йонами. Під час цього процесу утворюються продукти приєднання молекул води до частинок розчинюваної речовини - гідрати. На руйнування зв'язків між частинками розчинюваної речовини енергія (Е1) витрачається. Утворення зв'язків між частинками розчиненої речовини і молекулами розчинника супроводжується виділенням енергії (Е2). Якщо Е1 > Е2, розчин охолоджується, якщо Е1 < Е2, розчин нагрівається. Приміром, якщо до шматочків льоду обережно добавити концентровану сульфатну кислоту, лід розтопиться. Адже розчинення у воді концентрованої сульфатної кислоти супроводжується виділенням теплоти.

Виконаємо дослід. Доведемо, що розчинення амоній тіоціанату супроводжується поглинанням теплоти. Добавимо воду у хімічну склянку з амоній тіоціанатом. Змочимо водою фанерну дощечку. Розчин охолоджується настільки, що хімічна склянка примерзає до дощечки.

Теплові явища під час розчинення використовують для виготовлення охолоджувальних сумішей і так званих хімічних грілок. Органічна речовина карбамід (сечовина), наприклад, відома вам як складова деяких жувальних гумок. Її розчинення у воді супроводжується поглинанням теплоти, тому цю сполуку у складі пакетів швидкого охолодження застосовують для надання першої медичної допомоги. Також у таких пакетах використовують амоній нітрат.

Зворотним до процесу розчинення є процес кристалізації, який також може супроводжуватися помітними тепловими ефектами. Докладніше про це йтиметься у наступному параграфі.

Стисло про головне

Розчин - однофазна гомогенна система, яка складається з розчинюваної речовини, розчинника і продуктів їхньої взаємодії.

Розчинення - складний фізико-хімічний процес, його не можна зводити до простого механічного розподілення частинок розчинюваної речовини поміж частинками розчинника. Під час розчинення змінюють деякі властивості компонентів розчину, розриваються одні й утворюються інші хімічні зв'язки. Однак розчин не має сталого складу. Тож його не можна вважати ані сумішшю, ані індивідуальною сполукою.

Спостережувані на макрорівні явища, якими супроводжується розчинення, зумовлені складними процесами, які відбуваються на мікрорівні між структурними частинками розчинюваної речовини і диполями води.

Розчинення речовин з полярними молекулами супроводжується утворенням водневих зв'язків між ними і диполями води. Руйнування під час розчинення кристалічних ґраток йонних речовин зумовлене електростатичними йон-дипольними взаємодіями. Наприклад, коли кристали натрій хлориду (кухонної солі) потрапляють у воду, то під впливом електростатичних сил притягання утворюються зв'язки між йонами кристалічних ґраток і диполями води. Кристалічні ґратки натрій хлориду руйнуються, і утворюються гідратовані йони.

Під час розчинення речовин структурні частинки розчинника і розчиненої речовини взаємодіють. Про це свідчать різноманітні зовнішні ефекти: зміна кольору під час гідратації деяких йонів, зменшення об'єму розчину порівняно із сумою об'ємів рідин до змішування та теплові явища.

Якщо розчинник - вода, процес взаємодії її молекул із частинками розчинюваної речовини називають гідратацією, а його продукти - гідратами.

Під час випарювання водних розчинів деяких твердих речовин утворюються так звані кристалогідрати - кристали, до складу яких входять молекули
Кристалогідрати порівняно нестійкі й згодом розкладаються, втрачаючи кристалізаційну воду. Безводні кристали деяких речовин гігроскопічні й поглинають воду з навколишнього середовища, утворюючи кристалогідрати.

Кристалогідратами є чимало мінералів. Найважливіші кристалогідрати, широко використовувані у повсякденному житті, - харчова лимонна кислота, мідний і залізний купороси, глауберова сіль, кристалічна сода тощо.



Розчинність, її залежність від різних чинників. Насичені й ненасичені розчини



• Розчинність - це максимальна маса речовини, яка може за певних умов (температури, тиску) розчинитися у розчиннику масою 100 г.

Розчинність залежить від природи розчинюваної речовини і розчинника, температури й (для газуватих речовин) тиску. Деякі речовини необмежено розчиняються у воді. Це сульфатна, нітратна, оцтова кислоти, гідроген пероксид, винний спирт (етанол) тощо.

Розрізняють добре розчинні речовини. їхня розчинність становить понад 10 г. Пригадайте курс хімії 8-го класу: гідроген хлорид добре розчиняється у воді.
Якщо розчинність речовин від 1 г до 10 г, то речовини називають розчинними. Наприклад, розчинність брому у воді становить 3,58 г.
Розчинність малорозчинних речовин становить від 0,001 г до 1 г. Азот малорозчинний у воді.

Кальцій карбонат (крейда) - приклад практично нерозчинної речовини, оскільки її розчинність у воді менша за 0,001 г.

Завдання
Використовуючи таблицю розчинності кислот, основ, солей у воді (див. додаток), наведіть приклади: а) розчинної солі; б) малорозчинної основи; в) нерозчинної кислоти.
Проте абсолютно нерозчинних речовин не існує. Навіть малоактивні метали здатні незначним чином розчинятися у воді. Аби мати гладеньку шкіру та ніжний рум'янець, слов'янські красуні здавна вмивались водою із срібного глечика. Й дотепер люди використовують бактерицидні властивості срібла.

Розгляньмо чинники, які впливають на розчинність речовин, докладніше. Неабияке значення мають природа розчинюваної речовини і розчинника.

Як це пояснити? Під час утворення розчину зв'язки між частинками кожного з його компонентів замінюються на зв'язки між частинками різних компонентів. Аби нові зв'язки могли утворюватися, компоненти розчину повинні мати однотипні зв'язки, тобто бути однієї природи (мал. 6.1).

 
Мал. 6.1. Компоненти розчину з однотипними зв'язками.
Саме тому у неполярних розчинниках добре розчиняється чимало молекулярних речовин із ковалентним неполярним типом зв'язку. Приміром, кисень, малорозчинна у воді речовина, значно ліпше розчиняється у неполярному розчиннику - бензені.

Різну розчинність речовин використовують для розділення сумішей. Наприклад, розділення суміші йоду й спирту ґрунтується на різній розчинності йоду у воді й спирті. У спирті неполярна речовина йод розчиняється значно ліпше. Це пояснюється більшою полярністю молекул води порівняно з молекулами спирту. Натомість спирт і вода мають необмежену взаємну розчинність. Якщо налити у склянку однакові порції миртової йодної настойки й холодної води, то незабаром на дно склянки осядуть кристали йоду.

Завдання

Поміркуйте й поясніть, у яких розчинниках - полярних чи неполярних - мають ліпше розчинятися йонні речовини (мал. 6.2).


Розчинність твердих речовин з підвищенням температури здебільшого зростає.

Розчинність газів залежить не лише від температури, а й від тиску. Певні висновки щодо цих закономірностей можна зробити, виконуючи прості досліди. Аби з'ясувати, як впливає зміна тиску на розчинність газів, треба лише відкоркувати бляшанку з улюбленим газованим напоєм. Тиск у закритій бляшанці з ним підвищений (мал. 6.3,1), але після відкорковування знижується до атмосферного, і з розчину починають виділятися бульбашки вуглекислого газу (мал. 6.3,2). Отже, зі зменшенням тиску розчинність вуглекислого газу зменшується.


Завдання

Роздивіться малюнок 6.4 і спробуйте пояснити, чому зі зростанням тиску розчинність газів збільшується.

Задля з'ясування впливу температури на розчинність вуглекислого газу у воді візьмемо дві однакові пластикові пляшки з газованою водою. Одну з пляшок охолодимо у холодильнику, а другу нагріємо, зануривши з посудину з теплою водою. Одночасно відкоркуємо обидві пляшки й порівняймо інтенсивність виділення бульбашок вуглекислого газу з розчинів. На відміну від більшльшості твердих речовин, розчинність газів зі зростанням температури зменшується, тому з нагрітого розчину газ виділяється інтенсивніше, ніж з охолодженного.

ЗНАЧЕННЯ РОЗЧИНІВ У ПРИРОДІ ТА ЖИТТІ ЛЮДИНИ. ПОНЯТТЯ ПРО ДИСПЕРСНІ СИСТЕМИ, КОЛОЇДНІ ТА ІСТИННІ РОЗЧИНИ. НАСИЧЕНІ Й НЕНАСИЧЕНІ РОЗЧИНИ


Поняття про дисперсні системи.

На шляху до успіху пригадаємо з вивчених курсів природознавства, хімії, фізики:

що таке дисперсія світла; чим відрізняються однорідні й неоднорідні суміші, у які способи їх розділяють; що таке молекули, як вони рухаються; чим зумовлене явище дифузії; які особливості твердого, рідкого та газува-того стану речовин; чим відрізняються молекулярні та йонні кристали; які ознаки притаманні системі; де трапляються розчини у природі й побуті; шукатимемо відповіді на запитання:

де трапляються дисперсні системи? Що таке дисперсний стан матерії? З чого складаються дисперсні системи? У які способи їх класифікують? Де використовують знання про дисперсні системи?

• Дисперсні системи - світ, у якому ми живемо. Чи обґрунтоване це тзердження? Більша частина речовини Всесвіту перебуває у вигляді пилу. Космічний простір, гідросфера й атмосфера, земна кора та надра, ґрунти, живі організми, харчові продукти, лікарські препарати та інші ужиткові предмети містять речовини у роздрібненому, тобто гисперсному, стані. Отже, дисперсний стан є основним станом матерії.

Склад дисперсної системи схематично зображено на малюнку 3.1.



Усім дисперсним системам притаманні дві фундаментальні фізико-хімічні ознаки - гетерогенність (наявність поверхні розподілу між фазами) і дисперсність (роздрібненість). Дисперсність характеризують розміром частинок дисперсної фази. Як за ступенем дисперсності класифікують системи з кількох речовин, легко зрозуміти з малюнка 3.2.


• Приклади дисперсних систем, класифікованих за агрегатним станом дисперсної та дисперсійної фаз, наведено у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 Дисперсні системи.


Перелік дисперсних систем безмежний: мінерали та сплави, пінобетон і нафта, косметичне молочко та гель для волосся, крем для взуття й мармелад, папір і квасна піна, хліб і вершкове масло, смог, тверде ракетне паливо й лакофарбові матеріали.

Завдання

Спираючись на повсякденний досвід та знання з інших природничих дисциплін, наведіть кілька прикладів дисперсних систем.

Після зіставлення інформації, наведеної на малюнку 3.2 і в таблиці 3.1, можна дійти певних висновків щодо визначень найважливіших дисперсних систем.

• Суспензії - зависі твердих частинок у рідкому середовищі. Тобто це грубодисперсні системи, в яких дисперсною фазою є тверда речовина, а дисперсійною - рідина, у якій тверда речовина практично не розчиняється. Наприклад, аби виготовити водну суспензію глини, її подрібнюють на тонкий порошок, висипають у воду та ретельно перемішують. З повсякденного досвіду ви, напевно, знаєте, що поступово частинки глини під дією сили земного тяжіння осядуть на дно посудини. Це зумовлено тим, що частинки суспензій не виявляють броунівського руху. Процес сідання триватиме тим довше, чим дрібніші частинки дисперсної фази.

Частинки дисперсної фази, густина яких більша за густину дисперсійної гази, утворюють осад. Якщо ж їхня густина менша - вони спливають на п: верхню. Частинки твердих речовин, які не змочуються водою, також спливають вгору. Прикладом такої речовини є сірка, густина якої більша за густину води.

У природних умовах суспензії утворюються внаслідок розмивання ґрунтів І сою, забруднення водойм атмосферним пилом. Суспензією є й пульпа - суміш тонкоподрібненої корисної копалини з водою. Пульпа утворюється під час здрібнювання руд перед збагаченням. Бурові промивні рідини, фарби, будівельні розчини - також суспензії. У вигляді суспензій застосовують деякі добрива й отрутохімікати, чимало пекарських препаратів.

• Емульсії — дисперсні системи, в яких і дисперсна, й дисперсійна фази — рідини, що не змішуються.

Виготовити емульсію можна, наприклад, тривалим збовтуванням суміші води та олії (мал. 3.3,1). Однак згодом вона розшарується (мал. 3.3,2).



Завдання

Поясніть, чому в інструкціях до лікарських препаратів у формі суспензій та емульсій завжди є вказівка: «Перед вживанням ретельно збовтати».
Чимало косметичних засобів, лікарських препаратів - емульсії. Емульсії використовують на виробництві підчас шліфування, свердління та різання металів, пластмас, кераміки тощо. У вигляді емульсій застосовують засоби боротьби з бур'янами та шкідниками сільськогосподарських культур.

Суспензії та емульсії - двохфазні системи. Двохфазними системами також є піни.

Завдання

Спробуйте за аналогією до наведених визначень суспензій і емульсій сформулювати визначення піни як дисперсної системи. Наведіть кілька прикладів пін, відомих вам з повсякденного життя.

Грубодисперсні системи (суспензії, емульсії, рідкі піни) нестійкі і згодом руйнуються: суспензії та піни осідають, емульсії розшаровуються. Аби зберегти споживчі властивості товарів, які містять грубодисперсні системи, до їхнього складу вводять різноманітні емульгатори та стабілізатори піни. Природні емульгатори, наприклад яєчний білок і жовток, традиційно використовують у харчових продуктах. Нині до складу маргарину, морозива, збитих вершків, майонезу тощо входять й інші емульгатори та стабілізатори піни.

Завдання

Пригадайте, що таке Е-числа. Дізнайтеся, якими Е-числами позначають емульгатори.

Аналізуючи зміст таблиці 3.1, ви, напевно, звернули увагу, що система газ-газ не є дисперсною. Адже зазвичай під час змішування гази утворюють істинні розчини (винятком є гази за високого тиску та низьких температур).

• Розчин - однофазна гомогенна система, яка складається з двох або більше компонентів. Розчин може перебувати у будь-якому агрегатному стані. З попередніх курсів природничих наук вам добре відомі рідкі розчини.

Завдання

Наведіть кілька прикладів рідких розчинів, які широко використовують у повсякденному житті.

Утім існують і тверді розчини. До них належить чимало сплавів і мінералів (мал. 3.4).


Газуваті розчини зазвичай називають газовими сумішами. Аквалангісти для дихання під водою використовують газову суміш «АКС» (англійською «Nitгох»).

Завдання

Пригадайте склад найвідомішої та найважливішої для людини газової суміші й сучасні українські назви хімічних елементів і відповідних простих речовин. Розшифруйте абревіатури «Nitгох» та «АКС», якщо літерою «С» позначено слово «суміш».

З вивчених курсів природничих наук ви вже маєте певні уявлення про розчинність речовин і складові розчину. Ці та інші якісні й кількісні характеристики істинних розчинів заслуговують на особливу увагу. Тому докладніше про них ви дізнаєтеся з наступних параграфів.

• Колоїдні системи за розміром частинок посідають проміжне місце між істинними розчинами і грубодисперсними системами. Аби пересвідчитися у цьому, поверніться до схеми 3.1. Назва високодисперсних систем, у яких розміри частинок дисперсної фази знаходяться у межах від 1 до 100 нм, походить від грецьких слів коllа - клей (kollodes - клейкий) і еіdоs - вигляд.

Золі — високодисперсні системи, дисперсна фаза яких перебуває у твердому агрегатному стані. Золі поширеніші за істинні розчини. Цитоплазма живих клітин, кров, соки рослин - складні золі. Чинбарство, фарбування, виробництво штучних волокон, виготовлення клеїв, лаків, плівок, чорнила пов'язані з використанням цих дисперсних систем. Золі ґрунтів забезпечують їхню родючість. Добування й застосування водних золів золота описано у китайських книгах з медицини (І ст. до н. е.), наукових працях Парацельса. Препарати на основі золів срібла, золота, платини використовують у медицині як дезінфікуючі засоби та маркери (визначники) небезпечних хвороб.

Аналізуючи зміст таблиці 3.1, ви дізналися, що дисперсійна фаза золів може бути твердою. Однак найчастіше золями називають системи із рідкою дисперсійною фазою. Це так звані колоїдні розчини. Вони містять частинки твердої речовини (міцели), які перебувають у броунівському русі. Саме він перешкоджає осіданню частинок дисперсної фази під дією сили тяжіння і є однією з причин стійкості колоїдних розчинів. Якщо золі й відстоюються, то дуже повільно (інколи за кілька років). Частинки дисперсної фази колоїдних розчинів неможливо відокремити від дисперсійної фази фільтруванням. За допомогою звичайних центрифуг також практично неможливо розділити колоїдний розчин на його складові. Подекуди це вдається зробити із використанням центрифуг з дуже великою швидкістю обертання - так званих ультрацентрифуг.

Така стійкість колоїдних розчинів зумовлена не лише малими розмірами частинок дисперсної фази. Міцели - утворення з мікрокристалів, йонів і молекул. На поверхні міцел відбуваються досить складні явища електричної природи, тому колоїдні частинки відштовхуються одна від одної. Для осадження золю (мал. 3.5,1) необхідно, щоб його частинки сполучилися у більші за розміром. Таке сполучення називають коагуляцією, а осадження під впливом сили тяжіння - седиментацією (мал. 3.5,2).



Завдання

Роздивіться малюнок 3.6. Поміркуйте й висловіть припущення, чому частинки дисперсної фази колоїдних розчинів на відміну від грубодисперсних систем! не затримуються паперовим фільтром.



• Гель- структурована дисперсна система, яка за певних умов може утворитися із золю. Мармеладні драглі – продукт перетворення золю пектину на гель. У гелі вся маса колоїдних частинок зв’язує розчинник, і система переходить у специфічний напіврідкий-напівтвердий стан. Гелі виявляють деякі властивості твердих тіл: міцність, пружність, пластичність, здатність зберігати форму. Це зумовлено існуванням у гелях структурної сітки, утвореної частинками дисперсної фази. Вони з’єднанні в місцях контакту силами міжмолекулярної взаємодії. В комірках структурної сітки міститься дисперсійна фаза гелю. Унаслідок випаровування рідка дисперсійна фаза може заміщуватися газуватою. Наприклад, обережним нагріванням гелю силікатної кислоти одержують силікагель. Він має дуже пористу структуру з безліччю капілярів і пор, тож добре вбирає вологу, сторонні запахи, тощо. Силікагель добре відомий вам з повсякденного життя – пакетики з цією речовиною-осушувачем вкладають у коробки з побутовою технікою, взуттям, його використовують у складі наповнювачів туалетів для домашніх улюбленців.

Завдання

Наведіть приклади гелів, які відомі вам з повсякденного життя.

Можливий також обернений процес переходу гелю у золь. Колоїдні системи грунтів переважно є гелями. Однак унаслідок механічного впливу (вібрації, струшування, перемішування) гель може перейти в золь і грунт самочинно зсуватиметься схилом. 

Завдання

Будівництво багатоповерхівок потребує забивання паль. Оцініть доцільність висотної забудови схилів Дніпра у Києві.

• Які ще особливості притаманні колоїдним розчинам? Як практично відрізнити колоїдний розчин віл істинного? На відміну від істинних розчинів для золів характерний ефект Тіндаля. Його вияви ви неодноразово спостерігали у повсякденному житті (мал. 3.7).

Ефект Тіндаля виникає під час проходження крізь золь пучка світла (наприклад, від звичайної лазерної указки). Промінь світла розсіюється, проходячи через золь, таким чином, що його шлях стає видими (мал. 3.8). Явище зумовлене тим, що розміри частинок дисперсної фази золю достатньо великі, аби розсіювати світло.



На ефекті Тіндаля базуються широко   застосовані у наукових дослідженнях і на виробництві методи виявлення, визначеня  розміру й концентрації колоїдних частинок. Наприклад, ультрамікроскопію використовують для дослідження дисперсних систем, контролю чистоти атмосферного повітря, води, ступеня забруднення оптично прозорих середовищ сторонніми включеннями. Оптичний димовий сигналізатор визначає на ранній стадії як приховані, так і відкриті пожежі з виділенням диму. Принцип дії цього приладу також ґрунтується на ефекті Тіндаля.

Завдання

Поміркуйте й висловіть припущення, як саме працює оптичний димовий сигналізатор. Спробуйте пояснити, чи можна цей прилад використовувати у дуже запилених приміщеннях.

Стисло про головне

Основний стан, у якому перебуває матерія, - дисперсний. Фаза - однорідна частина неоднорідної фізико-хімічної системи. У формі дрібних частинок дисперсна фаза розподілена у дисперсійній фазі.

Усім дисперсним системам притаманні гетерогенність (наявність поверхні розподілу між фазами) і дисперсність (роздрібненість).

За розміром частинок системи з кількох речовин класифікують на гомогенні та гетерогенні.

Також дисперсні системи класифікують за агрегатним станом дисперсної та дисперсійної фаз.

Суспензії - дисперсні системи, в яких дисперсною фазою є тверда речовина, а дисперсійною - рідина, у якій тверда речовина практично не розчиняється.

Частинки суспензій не виявляють броунівського руху. Мул, персиковий сік з м'якоттю, суміш глини з водою - суспензії.

Емульсії - дисперсні системи, в яких і дисперсна, і дисперсійна фази - рідини, які не змішуються. Вершкове масло, молоко, майонез, косметичне молочко - емульсії.

Піни - дисперсні системи, в яких дисперсною фазою є газ, а дисперсійною - рідина або тверда речовина.

Система газ-газ не є дисперсною, під час змішування гази утворюють істинні розчини.

Розчин - однофазна гомогенна система, яка складається з двох або більше компонентів. Розчин може перебувати у будь-якому агрегатному стані. Столовий оцет, цукровий сироп, сплав золота зі сріблом, азото-киснева суміш - істинні розчини.

Колоїдні системи за розміром частинок посідають проміжне місце між істинними розчинами і грубодисперсними системами.

Золі - високодисперсні системи, дисперсна фаза яких перебуває у твердому агрегатному стані. Кольорові стекла, дисперговані у воді золото, срібло, мідь - золі, так само, як і тютюновий дим.

Колоїдні розчини - золі з рідкою дисперсійною фазою. Міцели - утворення з мікрокристалів, йонів і молекул - становлять дисперсну фазу золів. Причини стійкості колоїдних розчинів - броунівський рух міцел та електричні явища на поверхні цих частинок. їх неможливо відокремити від дисперсійної фази ані фільтруванням, ані центрифугуванням. Під час осадження золю його частинки сполучаються у більші за розміром. Таке сполучання називають коагуляцією, а осадження під впливом сили тяжіння - седиментацією.

Гель - структурована дисперсна система, яка за певних умов може утворитися із золю. Можливий і обернений процес переходу гелю у золь. Мармелад, желе, силікагель, кисіль - гелі.

Колоїдним розчинам, на відміну від істинних, властивий ефект Тіндаля.
Скарбничка досвіду
1. Використовуючи лазерну указку, дослідіть, істинними розчинами чи колоїдними системами є: рідкий кисіль, мінеральна вода, столовий оцет, газована вода, фруктовий сік, солодкі газовані напої тощо. За результатами дослідження підготуйте презентацію.
2. Дізнайтеся: а) який препарат називають «шумерським сріблом» та для чого його використовують; б) що таке нанодисперсії, де їх застосовують. За результатами дослідження підготуйте презентацію.



Насичені й ненасичені розчини
• Насичені й ненасичені розчини. Вивчаючи попередній параграф, ви, звичайно, звернули увагу, що за умови контакту води з достатньо великою кількістю кристалів розчинюваної речовини число структурних частинок, які відокремлюються від кристала й приєднуються до нього, стає однаковим. Тобто хоча на мікрорівні взаємозворотні процеси розчинення й кристалізації тривають, на мікрорівні спостерігаємо припинення розчинення (мал. 6.5).


• Розчин насичений, якщо у ньому за певної температури і тиску розчинювана речовина перебуває у рівновазі з розчином.
Якщо за тих самих умов відокремити насичений розчин від надлишку розчинюваної речовини, він залишиться насиченим, хоча вже й не перебуватиме в рівновазі з розчиненою речовиною.
Добавляння до насиченого розчину води порушує рівновагу в ньому – починає переважати процес розчинення і розчин стає ненасиченим. Надлишок розчинюваної речовини - достатня умова насиченості розчину.
Саме з насичених розчинів вирощують чудові кристали (мал. 6.6). У природі трапляються і насичені, й ненасичені розчини. Наприклад, столові мінеральні води - ненасичені розчини. А ропа лиманів - насичений розчин солей.


Існують і пересичені розчини. Їх зазвичай одержують під час повільного охолодження насичених розчинів. Пересичені розчини - нестійкі системи. Найменше струшування порушує рівновагу в них - відбуватиметься миттєва кристалізація. Наприклад, внесення в пересичений розчин натрій ацетату кристалика цієї солі або струшування зумовлює швидку кристалізацію, яка супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Цю властивість пересиченого розчину натрій ацетату використовують у так званих сольових грілках.
Завдання
Кристалізація пересиченого розчину натрій ацетату супроводжується виділенням великої кількості теплоти. Яка енергія, на вашу думку, більша: та, що витрачається на відщеплення молекул води від гідратованих йонів, чи та, що виділяється під час сполучання цих йонів у кристалічні ґратки натрій ацетату?  Аби правильно відповісти на це запитання, пригадайте: а) який процес є оберненим до процесу розчинення; б) чим зумовлені теплові ефекти під час розчинення.
Розрізняють  концентровані й розбаввлені розчини. Концентровані розчини містять набагато більше розчинюваної речовини, ніж розчинника, а розбавлені - навпаки. Води Мертвого моря - дуже концентрований розчин солей (мал. 6.7).


Оцтова есенція - концентрований водний розчин оцтової кислоти. А столовий оцет - її розбавлений розчин.
Утім, концентрований розчин може бути ненасиченим. Наприклад,  за 20 ⁰С у воді масою 100 г можна розчинити цукор масою 150 г. Утворений розчин дуже концентрований, проте ненасичений, бо за цієї ж температури в ньому ще можна розчини  цукор масою 53 г.
Стисло про головне
Розчинність - максимальна маса речовини, яка може за певних умов (температури, тиску) розчинитися в розчиннику масою 100 г.
Розчинність залежить від природи розчинюваної речовини і розчинника, температури й (для газуватих речовин) тиску.
Деякі речовини необмежено розчиняються у воді. Розрізняють добре розчинні, малорозчинні та практично нерозчинні у воді речовини. Абсолютно нерозчинних речовин не існує.
Під час утворення розчину зв'язки між частинками кожного з його компонентів замінюються на зв'язки між частинками різних компонентів. Аби нові зв'язки могли утворюватися, компоненти розчину повинні мати однотипні зв'язки, тобто бути однієї природи.
Розчинність твердих речовин з підвищенням температури здебільшого зростає. Розчинність газів залежить не лише від температури, а й від тиску. Зі зменшенням тиску розчинність газів зменшується.
На відміну від більшості твердих речовин, розчинність газів зі зростанням температури зменшується.
Розчин є насиченим, якщо в ньому за певної температури і тиску розчинювана речовина перебуває в рівновазі з розчином. Добавляння до насиченого розчину води порушує рівновагу в ньому - починає переважати процес розчинення і розчин стає ненасиченим. Надлишок розчинюваної речовини - достатня умова насиченості розчину за певної температури.
Існують і пересичені розчини. їх зазвичай одержують під час повільного охолодження насичених розчинів. Пересичені розчини - нестійкі системи. Найменше струшування порушує рівновагу в них - відбувається миттєва кристалізація. Тепловий ефект під час кристалізації пересичених розчинів деяких сполук використовують у так званих сольових грілках.
Розрізняють концентровані й розбавлені розчини. Концентровані розчини містять набагато більше розчинюваної речовини, ніж розчинника, а розбавлені - навпаки. Концентрований розчин добре розчинної речовини може бути ненасиченим, а розбавлений розчин малорозчинної сполуки - насиченим.

КІЛЬКІСНИЙ СКЛАД РОЗЧИНУ. МАСОВА ЧАСТКА РОЗЧИНЕНОЇ РЕЧОВИНИ. ВИГОТОВЛЕННЯ РОЗЧИНУ


Кількісний склад розчину. Масова частка розчиненої речовини
Певні уявлення про кількісні характеристики розчинів ви дістали вивчаючи розчинність речовин та її залежність від різних чинників (пригадайте, яких саме). Відносні кількості компонентів розчину можуть змінюватися в досить широких межах (поміркуйте й висловіть припущення, який чинник визначає ці межі). Під час роботи з розчинами важливо знати їхній кількісний склад, зокрема масову частку розчиненої речовини. Цю важливу кількісну характеристику завжди зазначають на етикетках хімічних реактивів, харчових продуктів, лікарських засобів у формі розчинів. Наприклад, масова частка брильянтового зеленого в його спиртовому розчині становить 1 %; масова частка амоніаку в його водному розчині - 10 %; масова частка оцтової кислоти у столовому оцті – 6 %, а масова частка гідроген пероксиду в його водному розчині - 3 % (виразіть ці масові частки у частках від одиниці).
Якщо препарат призначений для лікування дітей, то масова частка розчиненої речовини в ньому зазвичай у кілька разів менша, ніж у ліках для дорослих.
Запам'ятайте! Важливо уважно читати етикетки на споживчих товарах, аби не сплутати, наприклад, столовий оцет, масова частка оцтової кислоти в якому не перевищує 9 %, з оцтовою есенцією. Масова частка оцтової кислоти в ній становить 70 %. Помилкове вживання есенції замість столового оцту може спричинити важкі хімічні опіки органів травлення.
Поняття масової частки вже відоме вам з курсу хімії 8-го класу.
Завдання
Обчисліть масову частку Оксигену в кальцій карбонаті. Для цього спочатку обчисліть відносну формульну масу цієї сполуки. Далі визначте відносну масу атомів Оксигену в ній. Частка від ділення відносної маси атомів Оксигену на відносну формульну масу сполуки і буде  шуканою величиною. Величини, які називають частками компонентів (складових частин) системи, або просто частками, використовують для кількісної характеристики складу речовини, суміші або розчину. Обчислюють мольні (x) об ємні (ф) та масові (w) частки компонентів. З малюнка 7.1 легко зрозуміти, що сума часток компонентів становить 1, або 100 %.

Завдання
Виберіть правильне твердження. Масова частка води в розчині з масовою часткою сульфатної кислоти 0,3 становить: А 30 %; Б 40 %; В 70 %; Г 7 %; Д 3 %.
• Масова частка розчиненої речовини — це відношення її маси до загальної маси розчину.
Масову частку розчиненої речовини в бінарному розчині обчислюють за формулою

де w(Х) - масова частка розчиненої речовини X;
m(Х) - маса розчиненої речовини X, г;
m(S) - маса розчинника S, r;
m(розчину) = m(Х) + m(S), г.
Розгляньмо приклад розрахунків з використанням масової частки розчиненої речовини. Визначимо масову частку натрій нітрату розчину, для виготовлення якого було взято натрій нітрат масою 20 г воду об'ємом 180 мл.
Запишемо скорочено умову задачі й виконаємо необхідні розрахунки. Які формули для цього знадобляться, легко зрозуміти зі співвідношень, наведених на схемах (мал. 7.2).


Завдання
Виберіть правильні відповіді. Масова частка цукру в розчині, для виготовлення якого було взято цукор масою 200 г і воду об'ємом 300 мл, становить: А 20 %; Б 40 %; В 6,6 %; Г 30 %; Д 0,4; Е 0,02; Ж 0,3.
Розглянемо ще один приклад розрахунків з використанням масової частки розчиненої речовини. Визначимо масу калій гідроксиду і об'єм води, потрібні для виготовлення розчину масою 800 г з масовою часткою лугу 0,2. Потрібні формули наведені на малюнках 7.2 і 7.3. Використовуючи їх, можна, зокрема, обчислити масу речовини у розчині за її масовою часткою та масою розчину, вирахувати масу води у ньому та її об'єм.



Завдання
Усно обчисліть масову частку натрій нітрату в його насиченому розчині за 35 °С.
Ви вже знаєте, що чимало речовин, солей зокрема, кристалізуються з розчинів у вигляді гідратів. Тому, якщо треба виготовити розчин з використанням кристалогідрату, слід спочатку  обчислити масу та кількість (у молях) безводної солі, яка відповідає необхідній масі кристалогідрату. Оскільки кількості (у молях) безводної солі й кристалогідрату рівні, можна обчислити масу кристалогідрату. Масу води обчислюють за різницею маси розчину й кристалогідрату.
Наприклад, обчислимо об'єм води й масу купрум(ІІ) сульфату, пентагідрату, необхідні для виготовлення розчину купрум(ІІ) сульфату масою 200 г з масовою часткою солі 0,08. Для цього пригадаємо: яка хімічна формула відповідає назві купрум(ІІ) сульфат, пентагідрат; як обчислюють молярну масу кристалогідрату; як обчислюють масу речовини за її кількістю (у молях).

Отже, ці та інші типи розрахунків, пов'язані з виготовленням розчинів (розбавляння, упарювання, добавляння розчинюваної речовини, змішування кількох розчинів), ґрунтуються на розумінні понять «ціле», «частка від цілого», «розчин», «розчинник», «розчинювана речовина», «масова частка компонента розчину», «кристалогідрат», знанні співвідношень, представлених на малюнках 7.2 і 7.3, та вмінні ними оперувати.

Уміння обчислювати маси компонентів розчину необхідні під час роботи в хімічних лабораторіях і на багатьох виробництвах. Знадобляться вони й у побуті, щоб виготовити розчини залізного або мідного купоросу (пригадайте, для чого їх застосовують), розчини для засолювання овочів. Одержання столового оцту розбавлянням оцтової есенції також потребує згадуваних умінь. Як правильно виготовити розчин з певною масовою часткою розчиненої речовини, ви дізнаєтеся з наступного параграфа.
Стисло про головне

Відносні кількості компонентів розчину можуть змінюватися в досить широких межах, які залежать від розчинності речовини. Масова частка розчиненої речовини - важлива кількісна характеристика розчинів.

Величини, які називають частками компонентів (складових частин) системи або просто частками, використовують для кількісної характеристики складу речовини, суміші або розчину. Обчислюють мольні (x), об'ємні (ф) та масові (w) частки компонентів. Сума часток компонентівтстановить 100 %, або 1.

• Масова частка розчиненої речовини - це відношення її маси до загальної маси розчину. У бінарному розчині її обчислюють за формулою


де w(Х) - масова частка розчиненої речовини X;
m(Х) - маса розчиненої речовини X, г;
m(S) - маса розчинника S, r;
m(розчину) = m(Х) + m(S), г.
Чимало речовин, солей зокрема, кристалізуються з розчинів у формі гідратів. Тому, якщо треба виготовити розчин з використанням кристалогідрату, слід спочатку обчислити масу та кількість (моль) безводної солі, яка відповідає необхідній масі кристалогідрату. Оскільки кількості (моль) безводної солі й кристалогідрату рівні, можна обчислити масу кристалогідрату. Масу води обчислюють за різницею маси розчину й кристалогідрату.

Розрахунки, пов'язані з виготовленням розчинів, ґрунтуються на розумінні понять «розчин», «розчинник», «розчинювана речовина», «масова частка компонента розчину», «кристалогідрат», знанні співвідношень, наведених на малюнках 7.2 і 7.3, та вмінні ними оперувати.

Уміння обчислювати маси компонентів розчину необхідні під час роботи в хімічних лабораторіях і на багатьох виробництвах. Знадобляться зони й у побуті.


Виготовлення розчину. Значення розчинів у природі та житті людини



Завдання

Пригадайте й назвіть послідовність операцій з виготовлення водного розчину кухонної солі.

Для виготовлення розчинів, окрім дистильованої води та розчинюваної речовини, потрібні: ваги, мірний посуд, посуд для розчинення, шпателі або ложечки для відбору речовин, скляні палички, лійка, фільтрувальний папір, ареометри.

Завдання

Поясніть, чому для виготовлення розчинів у лабораторії застосовують дистильовану воду.

Порції води (а також необхідні об'єми інших рідких речовин і розчинів) відмірюють за допомогою різноманітного мірного посуду (мал. 8.1,1).


Завдання

1. Назвіть мірний посуд, зображений на малюнку 8.1,2. Пригадайте, як визначають ціну поділки мірного посуду (мал. 8.1, 2). Визначте об'єм води у мірному циліндрі.
Розчинювані речовини повинні мати певний ступінь чистоти й не містити помітних механічних домішок (поясніть, чому).

Перед виготовленням розчинів тверді речовини зазвичай подрібнюють. Порції твердих речовин зважують на вагах із погрішністю (для навчальних цілей) не більш 0,1-1 г. У хімічних і фармацевтичних лабораторіях ви користовують високоточні електронні ваги (мал. 8.2).


Завдання

Поясніть: а) для чого подрібнюють тверді речовини перед виготовленням розчину; б) яку операцію треба виконати раніше - відбір порції твердої речовини чи її подрібнення.

Розчинення здійснюють у чистому посуді, який не взаємодіє з розчином (поясніть, чому). За потреби (поясніть, коли вона виникає) готовий розчин фільтрують. Найважливішою характеристикою рідких розчинів є густина, яку зазвичай вимірюють ареометром (мал. 8.3) за 20 °С. Принцип дії ареометра ґрунтується на законі Архімеда (пригадайте його зміст і застосування). За глибиною занурення ареометра (об'ємом витиснутої ним досліджуваної рідини) визначають її густину.


За результатами низки вимірів складено таблиці відповідності густий й кількісного складу розчинів різних речовин. Ці дані широко використовують для визначення кількісного складу розчинів за їхніми густинами. Деякі ареометри відразу градуйовано у масових чи об'ємних частках певного компонента. Вони призначені для вимірювання густин специфічних рідин - молока, спиртових і цукрових розчинів, електроліту автомобільних акумуляторів, антифризу тощо. Якщо відомий кількісний склад розчину, можна дізнатися його густину з таблиць, складених на основі експериментальних даних.

Завдання

Поясніть, як можна швидко перевірити, чи відповідає масова частка речовини у виготовленому розчині заданій величині.

Розчини зберігають за температури 15-20 °С у щільно закритих посудинах, виготовлених з інертних матеріалів (поясніть, чому). На кожній посудині з розчином має бути етикетка (мал. 8.4) (поясніть, чому). На ній зазвичай зазначають розчинник, масову частку розчиненої речовини, дату виготовлення розчину.


Запам'ятайте! Тривале й неправильне зберігання може призвести до псування розчину аж до повної непридатності - появи пластівців і каламуті, зміни кольору й складу тощо.

Виготовлення розчинів потребує точності, акуратності й попереднього проведення правильних математичних розрахунків. Усі ці якості та вміння знадобляться вам не лише на одному з наступних уроків під час виконання Практпичної роботи № 1, а й у повсякденному житті. Докладно розглянемо послідовність виготовлення розчину на конкретному прикладі.

Виготовимо водний розчин масою 400 г із масовою часткою натрій хлориду 5 % . Спочатку обчислимо потрібні для цього масу солі та об'єм води:


У колбу або склянку ємністю 500-700 мл помістимо наважку солі масою 20 г і невеликими порціями, обережно перемішуючи скляною паличкою або круговими рухами посудини, добавимо попередньо відміряну циліндром воду об'ємом 380 мл. Після повного розчинення солі переллємо розчин у посудину та закоркуємо її. На етикетці зазначимо дату виготовлення розчину та масову частку розчиненої речовини (поясніть, для чого).

Пам'ятайте, у разі виготовлення розчину з кристалогідрату слід зважати на наявність у ньому кристалізаційної води.

Обчислимо масу купрум(ІІ) сульфату, пентагідрату та об'єм води, потрібні для виготовлення розчину масою 200 г із масовою часткою купрум(II) сульфату 20 %.



• Значення розчинів у природі та житті людини важко переоцінити, тож у попередніх параграфах ми неодноразово наголошували на застосуванні цих систем у побуті та різних галузях суспільного господарства.
Вода морів і океанів містить багато розчинених речовин - переважно хлоридів та сульфатів Натрію, Кальцію, Магнію. Рослини споживають розчинені у воді мінеральні речовини. Чи не всі обмінні процеси в живих організмах відбуваються за участю розчинів. Адже цитоплазма клітин і фізіологічні рідини - сльози, піт, лімфа, сеча, кров - містять розчинені речовини. Неабиякою проблемою є те, що внаслідок техногенної діяльності людини у природних водах розчинено чимало сполук, небезпечних для здоров'я людини та довкілля.

Стисло про головне

У хімічних лабораторіях, на виробництві та у побуті часто виникає потреба у виготовленні розчинів із певними масовими частками розчинених речовин.

Для виготовлення розчинів, окрім дистильованої води та розчинюваної речовини, потрібні: ваги, мірний посуд, посуд для розчинення, шпателі або ложечки для відбору речовин, скляні палички, лійка, фільтрувальний папір, ареометри.

Порції води (а також необхідні об'єми інших рідких речовин і розчинів) зазвичай відмірюють за допомогою мірних циліндрів. Розчинювані речовини повинні мати певний ступінь чистоти й не містити помітних механічних домішок. Перед виготовленням розчинів тверді речовини зазвичай подрібнюють, аби прискорити процес розчинення.

Порції твердих речовин зважують на вагах із погрішністю (для навчальних цілей) не більш 0,1-1 г. У хімічних і фармацевтичних лабораторіях використовують високоточні електронні ваги. Розчинення здійснюють у чистому посуді, який не взаємодіє з розчином. За потреби готовий розчин фільтрують.

Найважливішою характеристикою рідких розчинів є густина, яку зазвичай вимірюють ареометром за 20 °С. Існують таблиці відповідності густин й кількісного складу розчинів різних речовин. їх широко застосовують для визначення кількісного складу розчинів за їхніми густинами й навпаки.

Розчини зберігають за температури 15-20 °С у щільно закритих посудинах, виготовлених з інертних матеріалів. На кожній посудині з розчином має бути етикетка із зазначенням масової частки розчиненої речовини, і розчинника, дати виготовлення розчину. Тривале й неправильне  зберігання може призвести до псування розчину аж до повної непридатності.

Виготовлення розчинів потребує точності, акуратності й попереднього проведення правильних математичних розрахунків.

Значення розчинів у природі та житті людини важко переоцінити, ці системи широко застосовують у побуті та різних галузях суспільного господарства.

и