โซลูชั่น สารละลายออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์

3. ไฮโดรคาร์บอน

ไฮโดรคาร์บอนสารประกอบอินทรีย์ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่านั้น

ตัวแทนที่ง่ายที่สุดคือมีเทน CH 4 ไฮโดรคาร์บอนเป็นผู้ก่อตั้งสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ทั้งหมด สารประกอบอินทรีย์หลากหลายชนิดสามารถหาได้จากการนำหมู่ฟังก์ชันเข้าไปในโมเลกุลไฮโดรคาร์บอน ดังนั้นเคมีอินทรีย์จึงมักถูกกำหนดให้เป็นเคมีของไฮโดรคาร์บอนและอนุพันธ์ของพวกมัน

ไฮโดรคาร์บอนอาจเป็นสารที่เป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็ง (แต่เป็นพลาสติก) ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุล สารประกอบที่มีคาร์บอนมากถึงสี่อะตอมในโมเลกุลภายใต้สภาวะปกติ - ก๊าซ เช่น มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน ไอโซบิวเทน ไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของก๊าซธรรมชาติและก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องซึ่งติดไฟได้ ไฮโดรคาร์บอนเหลวเป็นส่วนหนึ่งของน้ำมันและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม โดยทั่วไปจะมีอะตอมของคาร์บอนมากถึงสิบหกอะตอม แว็กซ์ พาราฟิน แอสฟัลต์ น้ำมันดิน และน้ำมันดินบางชนิดมีไฮโดรคาร์บอนที่หนักกว่าด้วยซ้ำ ดังนั้นพาราฟินจึงมีไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็งซึ่งมีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 16 ถึง 30 อะตอม

ไฮโดรคาร์บอนแบ่งออกเป็นสารประกอบที่มีสายโซ่เปิด - อะลิฟาติกหรือไม่ใช่ไซคลิกสารประกอบที่มีโครงสร้างไซคลิกปิด - อะลิไซคลิก (ไม่มีคุณสมบัติของอะโรมาติก) และอะโรมาติก (โมเลกุลของพวกมันประกอบด้วยวงแหวนเบนซีนหรือชิ้นส่วนที่สร้างจากวงแหวนเบนซีนที่หลอมละลาย ). อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนถูกจัดประเภทเป็นประเภทที่แยกจากกันเนื่องจากเนื่องจากมีพันธะ HS เป็นระบบคอนจูเกตแบบปิด จึงมีคุณสมบัติเฉพาะ

ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ใช่ไซคลิกสามารถมีสายโซ่อะตอมคาร์บอนแบบไม่แยกสาขา (โมเลกุลของโครงสร้างปกติ) และสายโซ่แยก (โมเลกุลของโครงสร้างไอโซ) ขึ้นอยู่กับประเภทของพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนทั้งอะลิฟาติกและไฮโดรคาร์บอนแบบไซคลิกจะถูกแบ่งออกเป็นอิ่มตัว พันธะที่มีเพียงพันธะธรรมดา (อัลเคน, ไซโคลอัลเคน) และไม่อิ่มตัวซึ่งมีพันธะหลายพันธะพร้อมกับพันธะธรรมดา (อัลคีน, ไซโคลอัลคีน, ไดเนส, อัลไคน์, ไซโคล-อัลคีน)

การจำแนกประเภทของไฮโดรคาร์บอนสะท้อนให้เห็นในแผนภาพ (ดูหน้า 590) ซึ่งให้ตัวอย่างโครงสร้างของตัวแทนของไฮโดรคาร์บอนแต่ละประเภทด้วย

ไฮโดรคาร์บอนเป็นแหล่งพลังงานที่ขาดไม่ได้ เนื่องจากคุณสมบัติทั่วไปหลักของสารประกอบเหล่านี้คือการปลดปล่อยความร้อนจำนวนมากในระหว่างการเผาไหม้ (ตัวอย่างเช่น ความร้อนจากการเผาไหม้ของมีเทนคือ 890 กิโลจูล/โมล) ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงที่สถานีระบายความร้อนและโรงต้มไอน้ำ (ก๊าซธรรมชาติ น้ำมันเชื้อเพลิง เชื้อเพลิงหม้อไอน้ำ) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ของรถยนต์ เครื่องบิน และยานพาหนะอื่นๆ (น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด และน้ำมันดีเซล) เมื่อไฮโดรคาร์บอนถูกเผาไหม้จนหมด จะเกิดน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้น

ในแง่ของการเกิดปฏิกิริยา ประเภทของไฮโดรคาร์บอนที่แตกต่างกันมีความแตกต่างกันอย่างมาก: สารประกอบอิ่มตัวนั้นค่อนข้างเฉื่อย สารประกอบที่ไม่อิ่มตัวนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยาการเติมที่พันธะหลาย ๆ และสารประกอบอะโรมาติกนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยาทดแทน (เช่น ไนเตรชัน, ซัลโฟเนชัน)

ไฮโดรคาร์บอนถูกใช้เป็นผลิตภัณฑ์เริ่มต้นและผลิตภัณฑ์ขั้นกลางในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ในอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมีไม่เพียงแต่ใช้ไฮโดรคาร์บอนจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารสังเคราะห์ด้วย วิธีการได้มาซึ่งวิธีหลังนี้ขึ้นอยู่กับการประมวลผลของก๊าซธรรมชาติ (การผลิตและการใช้ก๊าซสังเคราะห์ - ส่วนผสมของ CO และ H2), น้ำมัน (การแตกร้าว), ถ่านหิน (การเติมไฮโดรเจน) และชีวมวลล่าสุด โดยเฉพาะของเสียทางการเกษตร ไม้ การแปรรูปและการผลิตอื่น ๆ

3.1 ไฮโดรคาร์บอนส่วนขอบ อัลเคน CnH3n+2

คุณสมบัติของโครงสร้างทางเคมี

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีขั้นพื้นฐาน:

ก๊าซ CH4 ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น เบากว่าอากาศ ไม่ละลายในน้ำ

С-С4 – แก๊ส;

C5-C16 - ของเหลว

C16 และอีกมากมาย – มั่นคง

ตัวอย่างของไฮโดรคาร์บอนที่ใช้ในเครื่องสำอางค์องค์ประกอบและคุณสมบัติ (พาราฟิน, ปิโตรเลียมเจลลี่)

ในเครื่องสำอาง ไฮโดรคาร์บอนถูกใช้เพื่อสร้างฟิล์มที่ให้เอฟเฟกต์การลื่น (เช่น ในครีมนวด) และเป็นส่วนประกอบที่สร้างโครงสร้างของการเตรียมการต่างๆ

ก๊าซไฮโดรคาร์บอน

มีเทนและอีเทนเป็นส่วนประกอบของก๊าซธรรมชาติ โพรเพนและบิวเทน (ในรูปของเหลว) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการขนส่ง

ไฮโดรคาร์บอนเหลว

น้ำมันเบนซิน ของเหลวใส ไวไฟ มีกลิ่นเฉพาะตัว ละลายได้ง่ายในตัวทำละลายอินทรีย์ (แอลกอฮอล์ อีเทอร์ คาร์บอนเตตราคลอไรด์) ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและอากาศเป็นวัตถุระเบิดที่รุนแรง บางครั้งมีการใช้น้ำมันเบนซินชนิดพิเศษเพื่อล้างไขมันและทำความสะอาดผิว เช่น จากคราบปูนปลาสเตอร์

น้ำมันวาสลีน ไฮโดรคาร์บอนเหลวที่มีความหนืดซึ่งมีจุดเดือดสูงและมีความหนืดต่ำ ในเครื่องสำอาง ใช้เป็นน้ำมันสำหรับผม น้ำมันผิวหนัง และเป็นส่วนหนึ่งของครีม น้ำมันพาราฟิน โปร่งใส ไม่มีสี ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น หนา สารมัน ความหนืดสูง ไม่ละลายในน้ำ แทบไม่ละลายในเอธานอล ละลายได้ในอีเทอร์และตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ ไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็ง

พาราฟิน. ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนแข็งที่ได้จากการกลั่นเศษส่วนพาราฟินของน้ำมัน พาราฟินเป็นมวลผลึกที่มีกลิ่นเฉพาะและมีปฏิกิริยาเป็นกลาง พาราฟินใช้ในการบำบัดด้วยความร้อน พาราฟินหลอมเหลวซึ่งมีความจุความร้อนสูง จะเย็นลงอย่างช้าๆ และค่อยๆ ปล่อยความร้อนออกมา ทำให้ร่างกายอบอุ่นสม่ำเสมอเป็นเวลานาน เมื่อพาราฟินเย็นลง พาราฟินจะผ่านจากของเหลวไปสู่สถานะของแข็ง และเมื่อปริมาตรลดลง จะบีบอัดเนื้อเยื่อที่อยู่ด้านล่าง โดยการป้องกันภาวะเลือดคั่งของหลอดเลือดผิวเผิน พาราฟินที่หลอมละลายจะเพิ่มอุณหภูมิของเนื้อเยื่อและทำให้เหงื่อออกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ข้อบ่งชี้ในการบำบัดด้วยพาราฟินคือ seborrhea ของผิวหน้า, สิว, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิวที่รักษาไม่หาย, กลากเรื้อรังที่แทรกซึม ขอแนะนำให้กำหนดการทำความสะอาดผิวหน้าหลังมาส์กพาราฟิน

เซเรซิน. ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่ได้จากการแปรรูปโอโซเคไรต์ ใช้เป็นสารเพิ่มความข้นในเครื่องสำอางตกแต่ง เนื่องจากโค้กเข้ากันได้ดีกับไขมัน

ปิโตรลาทัม – ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน เป็นฐานที่ดีสำหรับขี้ผึ้งไม่สลายตัวยาที่รวมอยู่ในองค์ประกอบและผสมกับน้ำมันและไขมันในปริมาณใดก็ได้ ไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดไม่ได้ถูกทำให้เป็นซาพอนิฟายด์และไม่สามารถซึมผ่านผิวหนังได้โดยตรง ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้ในเครื่องสำอางเป็นสารปกป้องพื้นผิว ไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของเหลว กึ่งแข็ง และแข็งทั้งหมดจะไม่เหม็นหืน (ไม่ได้รับผลกระทบจากจุลินทรีย์)

ไฮโดรคาร์บอนที่ถือว่าเรียกว่าอะไซคลิก เปรียบเทียบกับไฮโดรคาร์บอนแบบไซคลิก (มีวงแหวนเบนซีนในโมเลกุล) ซึ่งได้มาระหว่างการกลั่นน้ำมันถ่านหิน - เบนซีน (ตัวทำละลาย) แนฟทาลีน ซึ่งก่อนหน้านี้เคยใช้เป็นสารไล่มอด แอนทราซีน และสารอื่น ๆ

3.2 ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว

อัลคีน (เอทิลีนไฮโดรคาร์บอน) เป็นไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวซึ่งมีโมเลกุลที่มีพันธะคู่หนึ่งพันธะ

คุณสมบัติของโครงสร้างทางเคมี

ด้วยเอทิลีน 2 H 4 จะเป็นก๊าซไม่มีสี มีกลิ่นหวานอ่อนๆ เบากว่าอากาศ ละลายในน้ำได้เล็กน้อย

หลักการตั้งชื่อไฮโดรคาร์บอน:

ไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะคู่ปลายเป็น –ene

อีเทน C 2 H 6 เอเธน C 2 H 4

3.3 ตัวอย่างวัฏจักรและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน หลักการโครงสร้างทางเคมี

Arenes (อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน) โมเลกุลที่มีโครงสร้างวงจรที่เสถียร - วงแหวนเบนซีนที่มีลักษณะพิเศษของพันธะ

ไม่มีพันธะเดี่ยว (C - O และพันธะคู่ (C = C) ในโมเลกุลเบนซีน พันธะทั้งหมดเท่ากันและมีความยาวเท่ากัน นี่คือพันธะชนิดพิเศษ - การผัน p แบบวงกลม

การผสมพันธุ์ - ;s p 2 มุมพันธะ -120°

พันธะที่ไม่ใช่ไฮบริด 6 พันธะก่อตัวเป็นระบบ-อิเล็กตรอนเดี่ยว (วงแหวนอะโรมาติก) ซึ่งตั้งฉากกับระนาบของวงแหวนเบนซีน

คุณสมบัติทางเคมี:

เบนซีนครองตำแหน่งตรงกลางระหว่างไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวเพราะว่า เข้าสู่ปฏิกิริยาทดแทน (ง่าย) และปฏิกิริยาเติม (ยาก)

อะซูลีน.นี่คือไฮโดรคาร์บอนแบบไซคลิกที่ได้จากการสังเคราะห์ (อะนาล็อกธรรมชาติของคามาซูลีนได้มาจากดอกคาโมมายล์และยาร์โรว์) Azulene มีคุณสมบัติต่อต้านการแพ้และต้านการอักเสบ บรรเทาอาการกระตุกของกล้ามเนื้อเรียบ เร่งกระบวนการสร้างและรักษาเนื้อเยื่อใหม่ ใช้ในเครื่องสำอางในรูปแบบเข้มข้น (ของเหลวสีน้ำเงินเข้ม) และในรูปแบบของสารละลาย 25% ในเด็ก ครีม ยาสีฟัน และผลิตภัณฑ์ตกแต่ง ตลอดจนเรซินสำหรับการกำจัดขนทางชีวกลศาสตร์

4. แอลกอฮอล์

4.1 คำจำกัดความ

แอลกอฮอล์เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่อะตอมไฮโดรเจน (H) หนึ่งอะตอมถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล (OH)

4.2 กลุ่มการทำงาน ตัวอย่างการจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์เป็นโมโนไฮดริกและโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ หลักการตั้งชื่อแอลกอฮอล์

ตามจำนวนกลุ่ม OH แอลกอฮอล์โมโนและโพลีไฮดริกมีความโดดเด่น

ขึ้นอยู่กับที่ตั้งของกลุ่ม OH แอลกอฮอล์แบ่งออกเป็นระดับประถมศึกษา มัธยมศึกษา และตติยภูมิ ต่างจากพาราฟินไฮโดรคาร์บอนตรงที่มีจุดเดือดค่อนข้างสูง โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ทั้งหมดมีรสหวาน

แอลกอฮอล์สายสั้นเป็นสารที่ชอบน้ำ เช่น ผสมกับน้ำและละลายสารที่ชอบน้ำได้ดี โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์ที่มีสายโซ่ยาวแทบไม่ละลายในน้ำเลยหรือทั้งหมด เช่น ไม่ชอบน้ำ

แอลกอฮอล์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (แฟตตี้แอลกอฮอล์) จะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง (เช่น ไมริสติลหรือเซทิลแอลกอฮอล์) แอลกอฮอล์ที่มีคาร์บอนมากกว่า 24 อะตอมเรียกว่าแว็กซ์แอลกอฮอล์

เมื่อจำนวนหมู่ไฮดรอกซิลเพิ่มขึ้น รสหวานและความสามารถในการละลายของแอลกอฮอล์ในน้ำก็เพิ่มขึ้น ดังนั้นกลีเซอรีน (3-ไฮดริกแอลกอฮอล์) ซึ่งคล้ายกับน้ำมันจึงละลายได้ดีในน้ำ ซอร์บิทอลแอลกอฮอล์ 6 อะตอมที่เป็นของแข็งใช้แทนน้ำตาลสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน

4.3 คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของแอลกอฮอล์ขั้นพื้นฐาน การใช้ในด้านความงาม (เมทานอล เอทานอล ไอโซโพรพานอล กลีเซอรีน)

โมโนไฮดริกแอลกอฮอล์

เมทานอล (เมทิลแอลกอฮอล์ วูดแอลกอฮอล์) เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ผสมกับน้ำ แอลกอฮอล์ และอีเทอร์ได้ง่าย สารที่มีพิษร้ายแรงนี้ไม่ได้ใช้ในเครื่องสำอาง

เอทานอล (เอทิลแอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์ไวน์ แอลกอฮอล์ในอาหาร) เป็นของเหลวใส ไม่มีสี ระเหยได้ สามารถผสมกับน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ได้ มีความเป็นพิษน้อยกว่าเมทานอลมาก ใช้กันอย่างแพร่หลายในยาและเครื่องสำอางเป็นตัวทำละลายสำหรับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (น้ำมันหอมระเหย เรซิน ไอโอดีน ฯลฯ) เอทานอลผลิตโดยการหมักสารที่มีน้ำตาลและแป้ง กระบวนการหมักเกิดขึ้นเนื่องจากเอนไซม์ของยีสต์ หลังจากการหมัก แอลกอฮอล์จะถูกแยกออกโดยการกลั่น จากนั้นจึงดำเนินการทำให้บริสุทธิ์จากสารที่ไม่พึงประสงค์และสิ่งสกปรก (การแก้ไข) เอทานอลถูกจ่ายให้กับร้านขายยาเป็นหลักที่ความแรง 96° ส่วนผสมอื่นๆ ของเอทานอลและน้ำมีแอลกอฮอล์ 90, 80, 70, 40% แอลกอฮอล์ที่เกือบบริสุทธิ์ (ที่มีส่วนผสมของน้ำเพียงเล็กน้อย) เรียกว่าแอลกอฮอล์สัมบูรณ์

ปรุงแต่งด้วยสารเติมแต่งต่างๆ (น้ำมันหอมระเหย, การบูร) ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้แอลกอฮอล์ เอทานอลส่งเสริมการขยายตัวของเส้นเลือดฝอยใต้ผิวหนังและมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อ

น้ำหอมสำหรับผิวหน้าสามารถมีแอลกอฮอล์ได้ตั้งแต่ 0 ถึง 30% โลชั่นบำรุงผม - ประมาณ 50% โคโลญ - อย่างน้อย 70% น้ำลาเวนเดอร์มีน้ำมันหอมระเหยประมาณ 3% น้ำหอมประกอบด้วยน้ำมันหอมระเหย 12 ถึง 20% และสารยึดเกาะ โคโลญ - น้ำมันหอมระเหยประมาณ 9% และสารยึดเกาะเล็กน้อย ไอโซโพรพานอล (ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์) เป็นสิ่งทดแทนเอธานอลที่สมบูรณ์และราคาไม่แพง และเป็นของแอลกอฮอล์รอง แม้แต่ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ก็ยังมีกลิ่นเฉพาะตัวที่ไม่สามารถกำจัดได้ คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อและขจัดไขมันของไอโซโพรพานอลนั้นแข็งแกร่งกว่าคุณสมบัติเอทิลแอลกอฮอล์ ใช้ภายนอกเท่านั้น โดยเป็นส่วนหนึ่งของโอ เดอ ทอยเล็ตต์สำหรับผม ใช้เป็นสารยึดเกาะ ฯลฯ วอดก้าไม่ควรมีไอโซโพรพานอลและอนุญาตให้ใช้ทิงเจอร์แอลกอฮอล์ของเข็มสน (สนเข้มข้น) ในปริมาณเล็กน้อย

โพลีไฮดริกแอลกอฮอล์

แอลกอฮอล์ไดไฮดริกมีมาตรฐานลงท้ายชื่อ - ไกลคอล ในการเตรียมเครื่องสำอาง โพรพิลีนไกลคอลซึ่งมีความเป็นพิษต่ำจะถูกใช้เป็นตัวทำละลายและสารฮิวเมกแทนท์ ไดไฮโดรแอลกอฮอล์หรือไกลคอล เรียกว่าไดออลตามระบบการตั้งชื่อแทน ไตรไฮดริกแอลกอฮอล์ - กลีเซอรีน - ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์และเภสัชกรรม ความสอดคล้องของกลีเซอรีนคล้ายกับน้ำเชื่อม แทบไม่มีกลิ่น ดูดความชื้น มีรสหวาน ละลายได้ในสารอื่น ๆ ทั้งหมดที่มีกลุ่ม OH ไม่ละลายในอีเทอร์ น้ำมันเบนซิน คลอโรฟอร์ม ไขมัน และน้ำมันหอมระเหย กลีเซอรีน 86 - 88% และกลีเซอรีนอบแห้ง 98% มีไว้เพื่อการค้า ในรูปแบบเจือจาง กลีเซอรีนจะรวมอยู่ในครีมบำรุงผิว โอ เดอ ทอยเลทบำรุงผิวหน้า ยาสีฟัน สบู่โกนหนวด และเจลล้างมือ เจือจางในสัดส่วนที่เหมาะสม ทำให้ผิวนุ่มขึ้น ยืดหยุ่นขึ้น แทนที่ปัจจัยความชุ่มชื้นตามธรรมชาติของผิว ไม่ได้ใช้ในรูปแบบบริสุทธิ์ในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวเพราะจะทำให้ผิวแห้ง และสุขภาพของมนุษย์แบบออร์แกนิก เคมี USSR Academy of Sciences หนึ่งในผู้จัดงาน...ไปหลายพื้นที่ โดยธรรมชาติ เคมี - เคมีสารประกอบอะลิไซคลิก, เคมีเฮเทอโรไซเคิล, โดยธรรมชาติการเร่งปฏิกิริยา, เคมีโปรตีนและกรดอะมิโน -

ผลของการรวมตัวของไอออนใน โดยธรรมชาติ เคมี

บทคัดย่อ >> เคมี

ทิศทางสเตอริโอเคมีของกระบวนการ ใน โดยธรรมชาติ เคมีความสนใจในคู่ไอออนเกิดขึ้น... ความสำเร็จที่โดดเด่นที่สุดทางกายภาพ โดยธรรมชาติ เคมี- การศึกษาปฏิกิริยาใน... แนวคิดเรื่องคู่ไอออนใน โดยธรรมชาติ เคมีมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ คือ...

ระบบเฟสเดียวที่ประกอบด้วยสององค์ประกอบขึ้นไป ตามสถานะการรวมตัว สารละลายอาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้ ดังนั้นอากาศจึงเป็นสารละลายก๊าซซึ่งเป็นส่วนผสมของก๊าซที่เป็นเนื้อเดียวกัน วอดก้า- สารละลายของเหลวซึ่งเป็นส่วนผสมของสารหลายชนิดที่ก่อตัวเป็นของเหลวเดียว น้ำทะเล- สารละลายของเหลวซึ่งเป็นส่วนผสมของสารของแข็ง (เกลือ) และของเหลว (น้ำ) ที่ก่อตัวเป็นของเหลวเดียว ทองเหลือง- สารละลายของแข็ง ซึ่งเป็นส่วนผสมของของแข็ง 2 ชนิด (ทองแดงและสังกะสี) ก่อรูปของแข็ง 1 เฟส ส่วนผสมของน้ำมันเบนซินและน้ำไม่ใช่สารละลายเนื่องจากของเหลวเหล่านี้ไม่ละลายซึ่งกันและกัน โดยเหลือเป็นของเหลวสองเฟสที่มีส่วนต่อประสานกัน ส่วนประกอบของสารละลายยังคงคุณสมบัติเฉพาะตัวและไม่เกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างกันเพื่อสร้างสารประกอบใหม่ ดังนั้นเมื่อผสมไฮโดรเจนสองปริมาตรกับออกซิเจนหนึ่งปริมาตร จะได้สารละลายก๊าซ หากส่วนผสมของก๊าซนี้ถูกจุดไฟ จะเกิดสารใหม่ขึ้น- น้ำซึ่งในตัวมันเองไม่ใช่วิธีแก้ปัญหา ส่วนประกอบที่มีอยู่ในสารละลายในปริมาณมากมักเรียกว่าตัวทำละลาย ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่เหลือ- สารที่ละลาย

อย่างไรก็ตาม บางครั้งก็เป็นการยากที่จะขีดเส้นแบ่งระหว่างการผสมทางกายภาพของสารกับปฏิกิริยาทางเคมีของสารเหล่านั้น เช่น เมื่อผสมก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl กับน้ำ

น้ำ H ไอออนเกิดขึ้น 3 O+ และ Cl - - พวกมันดึงดูดโมเลกุลของน้ำที่อยู่ใกล้เคียงให้เข้ามาสร้างไฮเดรต ดังนั้นส่วนประกอบเริ่มต้นคือ HCl และ H 2 O - รับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญหลังการผสม อย่างไรก็ตาม ไอออไนซ์และไฮเดรชั่น (ในกรณีทั่วไปคือสารละลาย) ถือเป็นกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของสารละลาย

สารผสมประเภทที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งที่แสดงถึงเฟสที่เป็นเนื้อเดียวกันคือสารละลายคอลลอยด์: เจล โซล อิมัลชัน และแอโรซอล ขนาดอนุภาคในสารละลายคอลลอยด์คือ 1-1,000 นาโนเมตรในสารละลายที่แท้จริง

~ 0.1 นาโนเมตร (ตามลำดับขนาดโมเลกุล)แนวคิดพื้นฐาน. สารสองชนิดที่ละลายซึ่งกันและกันในสัดส่วนเท่าใดก็ได้จนเกิดเป็นสารละลายที่แท้จริง เรียกว่า ละลายได้ร่วมกันอย่างสมบูรณ์ สารดังกล่าวล้วนเป็นก๊าซ ของเหลวหลายชนิด (เช่น เอทิลแอลกอฮอล์- น้ำ, กลีเซอรีน - น้ำ, เบนซิน - น้ำมันเบนซิน) ของแข็งบางชนิด (เช่น เงิน-ทอง) เพื่อให้ได้สารละลายที่เป็นของแข็ง คุณต้องละลายสารตั้งต้นก่อน จากนั้นจึงผสมให้เข้ากันและปล่อยให้แข็งตัว เมื่อละลายได้ร่วมกันอย่างสมบูรณ์ จะเกิดเฟสของแข็งหนึ่งเฟส หากความสามารถในการละลายเป็นบางส่วน ผลึกขนาดเล็กของส่วนประกอบดั้งเดิมชิ้นใดชิ้นหนึ่งจะยังคงอยู่ในของแข็งที่เกิดขึ้น

หากส่วนประกอบทั้งสองก่อตัวเป็นเฟสเดียวเมื่อผสมกันในสัดส่วนที่แน่นอนเท่านั้น และในกรณีอื่น ๆ มีสองเฟสปรากฏขึ้น ส่วนประกอบเหล่านั้นจะถูกเรียกว่าละลายได้ร่วมกันบางส่วน ตัวอย่างเช่น น้ำและเบนซิน: สารละลายที่แท้จริงจะได้มาจากสารละลายเหล่านี้โดยการเติมน้ำปริมาณเล็กน้อยลงในเบนซีนปริมาณมาก หรือปริมาณเบนซีนจำนวนเล็กน้อยลงในน้ำปริมาณมากเท่านั้น หากคุณผสมน้ำและเบนซินในปริมาณเท่ากัน ระบบของเหลวสองเฟสจะถูกสร้างขึ้น ชั้นล่างเป็นน้ำที่มีเบนซีนจำนวนเล็กน้อยและชั้นบน

- น้ำมันเบนซินกับน้ำปริมาณเล็กน้อย นอกจากนี้ยังมีสารที่ทราบกันว่าไม่ละลายซึ่งกันและกันเลย เช่น น้ำและปรอท หากสารสองชนิดละลายร่วมกันได้เพียงบางส่วนเท่านั้น ที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด ปริมาณของสารตัวหนึ่งจะทำให้เกิดสารละลายที่แท้จริงกับอีกสารหนึ่งภายใต้สภาวะสมดุล สารละลายที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายสูงสุดเรียกว่าอิ่มตัว คุณยังสามารถเตรียมสิ่งที่เรียกว่าสารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งได้ ซึ่งความเข้มข้นของสารที่ละลายจะมากกว่าในสารละลายอิ่มตัวด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตาม สารละลายอิ่มตัวยวดยิ่งไม่เสถียร และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงสภาวะเพียงเล็กน้อย เช่น เมื่อกวน การที่อนุภาคฝุ่นเข้าไป หรือการเติมผลึกของตัวถูกละลาย ตัวถูกละลายส่วนเกินจะตกตะกอน

ของเหลวใด ๆ เริ่มเดือดที่อุณหภูมิซึ่งความดันไออิ่มตัวถึงความดันภายนอก ตัวอย่างเช่น น้ำที่มีความดัน 101.3 kPa จะเดือดที่ 100

° C เพราะที่อุณหภูมินี้ความดันไอน้ำจะเท่ากับ 101.3 kPa พอดี หากคุณละลายสารที่ไม่ระเหยในน้ำ ความดันไอของมันจะลดลง ในการทำให้ความดันไอของสารละลายที่ได้เป็น 101.3 kPa คุณต้องให้ความร้อนแก่สารละลายสูงกว่า 100° C. ผลก็คือจุดเดือดของสารละลายจะสูงกว่าจุดเดือดของตัวทำละลายบริสุทธิ์เสมอ การลดลงของจุดเยือกแข็งของสารละลายอธิบายได้ในลักษณะเดียวกันกฎของราอูลต์ ในปี พ.ศ. 2430 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส F. Raoult ได้ศึกษาวิธีแก้ปัญหาของของเหลวและของแข็งที่ไม่ระเหยต่างๆ ได้กำหนดกฎที่เกี่ยวข้องกับการลดลงของความดันไอเหนือสารละลายเจือจางของอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้น: การลดลงสัมพัทธ์ในความดันไออิ่มตัวของ ตัวทำละลายที่อยู่เหนือสารละลายเท่ากับเศษส่วนโมลของสารที่ละลาย กฎของราอูลต์ระบุว่า จุดเดือดที่เพิ่มขึ้นหรือจุดเยือกแข็งลดลงของสารละลายเจือจางเมื่อเปรียบเทียบกับตัวทำละลายบริสุทธิ์จะเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของโมลาร์ (หรือเศษส่วนของโมล) ของตัวถูกละลาย และสามารถใช้เพื่อกำหนดน้ำหนักโมเลกุลได้

วิธีแก้ปัญหาที่มีพฤติกรรมเป็นไปตามกฎของราอูลต์เรียกว่าอุดมคติ สารละลายของก๊าซและของเหลวไม่มีขั้ว (โมเลกุลซึ่งไม่เปลี่ยนทิศทางในสนามไฟฟ้า) นั้นใกล้เคียงกับอุดมคติมากที่สุด ในกรณีนี้ ความร้อนของสารละลายเป็นศูนย์ และสามารถทำนายคุณสมบัติของสารละลายได้โดยตรงโดยการทราบคุณสมบัติของส่วนประกอบดั้งเดิมและสัดส่วนที่ส่วนผสมเหล่านั้นผสมกัน สำหรับวิธีแก้ปัญหาที่แท้จริงนั้นไม่สามารถทำนายได้ เมื่อสารละลายจริงเกิดขึ้น ความร้อนมักจะถูกปล่อยออกมาหรือดูดซับ กระบวนการที่มีการระบายความร้อนเรียกว่าคายความร้อน และกระบวนการที่มีการดูดซับเรียกว่าการดูดความร้อน

คุณลักษณะของสารละลายที่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นเป็นหลัก (จำนวนโมเลกุลของตัวถูกละลายต่อหน่วยปริมาตรหรือมวลของตัวทำละลาย) และไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวถูกละลายเรียกว่า

วิทยาลัย - ตัวอย่างเช่น จุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดันบรรยากาศปกติคือ 100° C และจุดเดือดของสารละลายที่มีสารละลาย (ไม่แยกตัว) 1 โมลในน้ำ 1,000 กรัมมีค่าเท่ากับ 100.52 อยู่แล้ว° C โดยไม่คำนึงถึงลักษณะของสารนี้ หากสารแยกตัวออกและก่อตัวเป็นไอออน จุดเดือดจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนการเพิ่มขึ้นของจำนวนอนุภาคทั้งหมดของตัวถูกละลาย ซึ่งเนื่องจากการแยกตัวออก จะเกินจำนวนโมเลกุลของสารที่เติมลงในสารละลาย ปริมาณคอลลิเกตีฟที่สำคัญอื่นๆ ได้แก่ จุดเยือกแข็งของสารละลาย ความดันออสโมติก และความดันย่อยของไอตัวทำละลายความเข้มข้นของสารละลาย คือปริมาณที่สะท้อนถึงสัดส่วนระหว่างตัวถูกละลายกับตัวทำละลาย แนวคิดเชิงคุณภาพ เช่น “เจือจาง” และ “เข้มข้น” บ่งชี้ว่าสารละลายมีตัวถูกละลายเพียงเล็กน้อยหรือมากเท่านั้น ในการหาปริมาณความเข้มข้นของสารละลาย มักใช้เปอร์เซ็นต์ (มวลหรือปริมาตร) และในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ - จำนวนโมลหรือเทียบเท่าทางเคมี (ซม - มวลเทียบเท่า)ตัวถูกละลายต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของตัวทำละลายหรือสารละลาย เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน ควรระบุหน่วยความเข้มข้นให้ถูกต้องเสมอ ลองพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้ สารละลายประกอบด้วยน้ำ 90 กรัม (ปริมาตร 90 มล. เนื่องจากความหนาแน่นของน้ำ 1 กรัม/มิลลิลิตร) และเอทิลแอลกอฮอล์ 10 กรัม (ปริมาตร 12.6 มล. เนื่องจากความหนาแน่นของแอลกอฮอล์ 0.794 กรัม/มิลลิลิตร) มีมวล 100 กรัม แต่ปริมาตรของสารละลายนี้คือ 101.6 มล. (และจะเท่ากับ 102.6 มล. หากปริมาณของพวกมันเพิ่มขึ้นเมื่อผสมน้ำและแอลกอฮอล์) เปอร์เซ็นต์ความเข้มข้นของสารละลายสามารถคำนวณได้หลายวิธี:หรือ

หรือ

หน่วยความเข้มข้นที่ใช้ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์นั้นขึ้นอยู่กับแนวคิด เช่น โมลและเทียบเท่า เนื่องจากการคำนวณทางเคมีและสมการปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดจะต้องขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าสารทำปฏิกิริยากันในสัดส่วนที่แน่นอน ตัวอย่างเช่น 1 สมการ NaCl เท่ากับ 58.5 กรัม ทำปฏิกิริยากับ 1 อีคิว แอคโน 3 เท่ากับ 170 กรัม เห็นได้ชัดว่าสารละลายที่มี 1 อีคิว สารเหล่านี้มีความเข้มข้นเป็นเปอร์เซ็นต์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงความเป็นโมลาริตี้ (M หรือ mol/l) - จำนวนโมลของสารที่ละลายอยู่ในสารละลาย 1 ลิตรโมลาลิตี้ (m) - จำนวนโมลของตัวถูกละลายที่มีอยู่ในตัวทำละลาย 1,000 กรัมความปกติ (น.) - จำนวนเทียบเท่าทางเคมีของสารละลายที่มีอยู่ในสารละลาย 1 ลิตรเศษส่วนโมล (ค่าไร้มิติ) - จำนวนโมลของส่วนประกอบที่กำหนดหารด้วยจำนวนโมลของตัวถูกละลายและตัวทำละลายทั้งหมด -เปอร์เซ็นต์โมล - เศษโมลคูณด้วย 100)

หน่วยที่พบบ่อยที่สุดคือโมลาริตี แต่มีข้อคลุมเครือที่ต้องพิจารณาเมื่อคำนวณ ตัวอย่างเช่น เพื่อให้ได้สารละลาย 1M ของสารที่กำหนด ส่วนที่ชั่งน้ำหนักที่แน่นอนของสารนั้นจะถูกละลายในน้ำปริมาณเล็กน้อยที่ทราบ มวลเป็นกรัม แล้วเพิ่มปริมาตรของสารละลายให้เป็น 1 ลิตร ปริมาณน้ำที่ต้องใช้ในการเตรียมสารละลายอาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ดังนั้นสารละลายหนึ่งฟันกรามสองตัวที่เตรียมภายใต้สภาวะที่ต่างกันจึงไม่มีความเข้มข้นเท่ากันทุกประการ โมลาลิตีคำนวณจากมวลของตัวทำละลาย (1,000 กรัม) ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน ในทางปฏิบัติในห้องปฏิบัติการ จะสะดวกกว่ามากในการวัดปริมาตรของของเหลว (สำหรับสิ่งนี้ ได้แก่ บิวเรตต์ ปิเปต และขวดวัดปริมาตร) มากกว่าการชั่งน้ำหนัก ดังนั้นในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ ความเข้มข้นมักแสดงเป็นโมลและโมลคือ มักใช้สำหรับการวัดที่แม่นยำเป็นพิเศษเท่านั้น

ความปกติใช้เพื่อทำให้การคำนวณง่ายขึ้น ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว สารต่างๆ มีปฏิกิริยาระหว่างกันในปริมาณที่เทียบเท่ากัน ด้วยการเตรียมสารละลายของสารต่างๆ ที่มีความเป็นปกติเดียวกันและใช้ปริมาตรเท่ากัน เราจึงมั่นใจได้ว่าสารเหล่านั้นจะมีจำนวนเท่ากันเท่ากัน

ในกรณีที่แยกแยะระหว่างตัวทำละลายและตัวถูกละลายได้ยาก (หรือไม่จำเป็น) ความเข้มข้นจะถูกวัดเป็นเศษส่วนโมล เศษส่วนของโมล เช่นเดียวกับโมลาลิตี ไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน

เมื่อทราบความหนาแน่นของตัวถูกละลายและสารละลาย เราสามารถแปลงความเข้มข้นหนึ่งไปเป็นอีกความเข้มข้นหนึ่งได้: โมลาลิตีเป็นโมลาลิตี เศษส่วนโมล และในทางกลับกัน สำหรับสารละลายเจือจางของตัวถูกละลายและตัวทำละลาย ปริมาณทั้งสามนี้จะเป็นสัดส่วนกัน

ความสามารถในการละลาย ของสารที่กำหนดคือความสามารถในการสร้างสารละลายกับสารอื่น ในเชิงปริมาณ ความสามารถในการละลายของก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งวัดโดยความเข้มข้นของสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด นี่เป็นลักษณะสำคัญของสารที่ช่วยให้เข้าใจธรรมชาติของสารและมีอิทธิพลต่อการเกิดปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสารนี้ก๊าซ ในกรณีที่ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมี ก๊าซจะผสมกันในสัดส่วนใดก็ได้ และในกรณีนี้ ไม่มีประโยชน์ที่จะพูดถึงความอิ่มตัว อย่างไรก็ตาม เมื่อก๊าซละลายในของเหลว จะมีความเข้มข้นจำกัดอยู่ ขึ้นอยู่กับความดันและอุณหภูมิ ความสามารถในการละลายของก๊าซในของเหลวบางชนิดมีความสัมพันธ์กับความสามารถในการทำให้เป็นของเหลว ก๊าซเหลวที่ละลายได้ง่ายที่สุด เช่น NH 3, HCl, SO 2 ละลายได้ดีกว่าก๊าซที่ทำให้กลายเป็นของเหลวได้ยาก เช่น O 2 , ฮ 2 และเขา. หากมีปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างตัวทำละลายกับก๊าซ (เช่น ระหว่างน้ำกับ NH 3 หรือ HCl) ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของก๊าซจะแปรผันไปตามธรรมชาติของตัวทำละลาย แต่ลำดับการจัดเรียงก๊าซตามความสามารถในการละลายที่เพิ่มขึ้นยังคงประมาณเดิมสำหรับตัวทำละลายต่างๆ

กระบวนการละลายเป็นไปตามหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ (พ.ศ. 2427) ว่า หากระบบที่อยู่ในสมดุลอยู่ภายใต้อิทธิพลใดๆ ผลของกระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบนั้น สมดุลจะเปลี่ยนไปในทิศทางที่ผลกระทบจะลดลง การละลายของก๊าซในของเหลวมักมาพร้อมกับการปล่อยความร้อน ในขณะเดียวกัน ตามหลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์ ความสามารถในการละลายของก๊าซก็จะลดลง การลดลงนี้จะเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นเมื่อมีความสามารถในการละลายของก๊าซสูงขึ้น: ก๊าซดังกล่าวก็มีเช่นกัน

ความร้อนของสารละลายมากขึ้น รสชาติ "อ่อน" ของน้ำต้มหรือน้ำกลั่นอธิบายได้หากไม่มีอากาศอยู่ในนั้น เนื่องจากความสามารถในการละลายที่อุณหภูมิสูงนั้นต่ำมาก

เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของก๊าซก็จะเพิ่มขึ้น ตามกฎของเฮนรี่ (ค.ศ. 1803) มวลของก๊าซที่สามารถละลายได้ในปริมาตรของของเหลวที่กำหนดที่อุณหภูมิคงที่จะแปรผันตามความดันของมัน คุณสมบัตินี้ใช้ในการผลิตเครื่องดื่มอัดลม คาร์บอนไดออกไซด์ละลายในของเหลวที่ความดัน 3-4 atm ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ก๊าซ (โดยมวล) สามารถละลายในปริมาตรที่กำหนดได้มากกว่า 1 atm ถึง 3-4 เท่า เมื่อเปิดภาชนะที่มีของเหลวดังกล่าว ความดันในนั้นจะลดลงและก๊าซที่ละลายบางส่วนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของฟองอากาศ ผลที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นเมื่อเปิดขวดแชมเปญหรือเข้าถึงพื้นผิวของน้ำใต้ดินที่มีคาร์บอนไดออกไซด์อิ่มตัวในระดับความลึกมาก

เมื่อส่วนผสมของก๊าซละลายในของเหลวเดียว ความสามารถในการละลายของก๊าซแต่ละชนิดจะยังคงเหมือนเดิมในกรณีที่ไม่มีส่วนประกอบอื่นๆ ที่ความดันเท่ากันในกรณีของส่วนผสม (กฎของดัลตัน)

ของเหลว ความสามารถในการละลายร่วมกันของของเหลวทั้งสองนั้นพิจารณาจากความคล้ายคลึงกันของโครงสร้างของโมเลกุล (“เหมือนละลายเหมือนกัน”) ของเหลวไม่มีขั้ว เช่น ไฮโดรคาร์บอน มีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอ ดังนั้นโมเลกุลของของเหลวหนึ่งจะทะลุผ่านระหว่างโมเลกุลของอีกโมเลกุลหนึ่งได้อย่างง่ายดาย เช่น ของเหลวผสมกัน ในทางตรงกันข้าม ของเหลวที่มีขั้วและไม่มีขั้ว เช่น น้ำและไฮโดรคาร์บอน จะผสมกันได้ไม่ดีนัก โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลจะต้องหลุดออกจากสภาพแวดล้อมของโมเลกุลอื่นที่คล้ายคลึงกันซึ่งดึงดูดมันเข้ามาอย่างแรงก่อน และแทรกซึมเข้าไประหว่างโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่ดึงดูดมันอย่างอ่อน ในทางกลับกัน โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนในการละลายน้ำ จะต้องบีบระหว่างโมเลกุลของน้ำ เพื่อเอาชนะแรงดึงดูดซึ่งกันและกันอันแข็งแกร่ง และสิ่งนี้ต้องใช้พลังงาน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานจลน์ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลจะลดลง และความสามารถในการละลายของน้ำและไฮโดรคาร์บอนจะเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จึงสามารถละลายร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์ อุณหภูมินี้เรียกว่าอุณหภูมิสารละลายวิกฤติส่วนบน (UCST)

ในบางกรณี ความสามารถในการละลายร่วมกันของของเหลวที่ผสมกันได้บางส่วนสองชนิดจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่ลดลง ผลกระทบนี้เกิดขึ้นเมื่อความร้อนเกิดขึ้นระหว่างการผสม ซึ่งมักเป็นผลจากปฏิกิริยาทางเคมี เมื่ออุณหภูมิลดลงอย่างเห็นได้ชัด แต่ไม่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง อุณหภูมิของสารละลายวิกฤติ (LCST) ก็จะลดลงได้ สามารถสันนิษฐานได้ว่าระบบทั้งหมดที่มี LCTE ก็มี HCTE เช่นกัน (ไม่จำเป็นต้องกลับกัน) อย่างไรก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่ ของเหลวผสมตัวใดตัวหนึ่งจะเดือดที่อุณหภูมิต่ำกว่า HTST ระบบน้ำนิโคตินมีค่า LCTR เท่ากับ 61

° C และ VCTR คือ 208° ค. ในช่วง 61-208° C ของเหลวเหล่านี้มีความสามารถในการละลายได้จำกัด และนอกช่วงนี้ก็มีความสามารถในการละลายร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์ของแข็ง. ของแข็งทั้งหมดมีความสามารถในการละลายในของเหลวได้จำกัด สารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนดมีองค์ประกอบบางอย่างซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะของตัวถูกละลายและตัวทำละลาย ดังนั้นความสามารถในการละลายของโซเดียมคลอไรด์ในน้ำจึงสูงกว่าความสามารถในการละลายของแนฟทาลีนในน้ำหลายล้านเท่าและเมื่อละลายในเบนซีนจะสังเกตเห็นภาพตรงกันข้าม ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงกฎทั่วไปที่ว่าของแข็งจะละลายได้ง่ายในของเหลวที่มีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพคล้ายคลึงกัน แต่จะไม่ละลายในของเหลวที่มีคุณสมบัติตรงกันข้าม

เกลือมักจะละลายได้ง่ายในน้ำและละลายได้น้อยกว่าในตัวทำละลายที่มีขั้วอื่นๆ เช่น แอลกอฮอล์และแอมโมเนียเหลว อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการละลายของเกลือยังแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น แอมโมเนียมไนเตรตละลายในน้ำได้ดีกว่าซิลเวอร์คลอไรด์หลายล้านเท่า

การละลายของของแข็งในของเหลวมักจะมาพร้อมกับการดูดซับความร้อน และตามหลักการของ Le Chatelier ความสามารถในการละลายควรเพิ่มขึ้นเมื่อได้รับความร้อน ผลกระทบนี้สามารถใช้เพื่อทำให้สารบริสุทธิ์โดยการตกผลึกใหม่ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พวกเขาจะถูกละลายที่อุณหภูมิสูงจนกระทั่งได้สารละลายอิ่มตัว จากนั้นสารละลายจะถูกทำให้เย็นลง และหลังจากที่สารที่ละลายตกตะกอนแล้ว ก็จะถูกกรอง มีสารต่างๆ (เช่นแคลเซียมไฮดรอกไซด์ซัลเฟตและอะซิเตต) ซึ่งความสามารถในการละลายในน้ำจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

ของแข็ง เช่น ของเหลว สามารถละลายในกันและกันได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งเป็นสารละลายของแข็งที่แท้จริง คล้ายกับสารละลายของเหลว สารที่ละลายได้บางส่วนซึ่งกันและกันจะก่อให้เกิดสารละลายของแข็งคอนจูเกตสมดุลสองชนิด ซึ่งองค์ประกอบจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย. หากสารละลายของสารถูกเติมเข้าสู่ระบบสมดุลของของเหลวที่ไม่สามารถผสมกันได้หรือของเหลวที่ผสมกันได้บางส่วน สารละลายนั้นจะถูกกระจายระหว่างของเหลวในสัดส่วนที่แน่นอน โดยไม่ขึ้นกับปริมาณทั้งหมดของสาร ในกรณีที่ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีในระบบ . กฎนี้เรียกว่ากฎการกระจาย และอัตราส่วนของความเข้มข้นของสารที่ละลายในของเหลวเรียกว่าสัมประสิทธิ์การกระจาย ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายมีค่าประมาณเท่ากับอัตราส่วนของความสามารถในการละลายของสารที่กำหนดในของเหลวสองชนิดนั่นคือ สารมีการกระจายระหว่างของเหลวตามความสามารถในการละลาย คุณสมบัตินี้ใช้เพื่อแยกสารที่กำหนดออกจากสารละลายในตัวทำละลายตัวหนึ่งโดยใช้ตัวทำละลายอื่น อีกตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้คือกระบวนการสกัดเงินจากแร่ ซึ่งมักจะรวมไว้กับตะกั่วด้วย ในการทำเช่นนี้ สังกะสีจะถูกเติมลงในแร่หลอมเหลวซึ่งไม่ผสมกับตะกั่ว เงินมีการกระจายระหว่างตะกั่วหลอมเหลวและสังกะสี โดยส่วนใหญ่อยู่ที่ชั้นบนของตะกั่วหลอมเหลว ชั้นนี้จะถูกรวบรวมและแยกเงินโดยการกลั่นสังกะสีผลิตภัณฑ์ละลายน้ำ (ฯลฯ - ระหว่างของแข็งส่วนเกิน (ตกตะกอน)ม xบี ย และสารละลายอิ่มตัวจะสร้างสมดุลไดนามิกที่อธิบายโดยสมการค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้คือและเรียกว่าผลิตภัณฑ์ที่สามารถละลายได้ ค่านี้จะคงที่ที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด และเป็นค่าตามการคำนวณและเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายของตะกอน หากเติมสารประกอบลงในสารละลายที่แยกตัวออกเป็นไอออนที่มีชื่อเดียวกันกับไอออนของเกลือที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย ความสามารถในการละลายของเกลือจะลดลงตามการแสดงออกของ PR เมื่อเติมสารประกอบที่ทำปฏิกิริยากับไอออนตัวใดตัวหนึ่ง ในทางกลับกัน มันจะเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติบางประการของสารละลายของสารประกอบไอออนิก ดูสิ่งนี้ด้วยอิเล็กโทรไลต์. วรรณกรรม Shakhparov M.I. ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับทฤษฎีโมเลกุลของการแก้ปัญหา - ม., 1956
เรมี ไอ. หลักสูตรเคมีอนินทรีย์ เล่มที่ 1-2. ม., 2506, 2509

คุณอาบน้ำอุ่นจัดเป็นเวลานาน กระจกห้องน้ำก็เต็มไปด้วยไอน้ำ คุณลืมหม้อน้ำไว้ที่หน้าต่าง แล้วพบว่าน้ำเดือดและกระทะไหม้แล้ว คุณอาจคิดว่าน้ำชอบเปลี่ยนจากก๊าซเป็นของเหลว จากนั้นจากของเหลวเป็นก๊าซ แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อไหร่?

ในพื้นที่ที่มีการระบายอากาศ น้ำจะค่อยๆ ระเหยที่อุณหภูมิใดก็ได้ แต่จะเดือดภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น จุดเดือดขึ้นอยู่กับความดันเหนือของเหลว ที่ความดันบรรยากาศปกติ จุดเดือดจะอยู่ที่ 100 องศา ด้วยระดับความสูง ความดันจะลดลงเช่นเดียวกับจุดเดือด บนยอดเขามงบล็องจะมีอุณหภูมิ 85 องศา และคุณไม่สามารถชงชาอร่อยๆ ที่นั่นได้! แต่ในหม้ออัดแรงดัน เมื่อเสียงนกหวีดดังขึ้น อุณหภูมิของน้ำจะอยู่ที่ 130 องศาแล้ว และความดันจะสูงกว่าความดันบรรยากาศถึง 4 เท่า ที่อุณหภูมินี้อาหารจะสุกเร็วขึ้นและรสชาติก็ไม่หลุดไปกับผู้ชายเพราะวาล์วปิดอยู่

การเปลี่ยนแปลงสถานะการรวมตัวของสารเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

ของเหลวใดๆ ก็ตามสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะก๊าซได้หากได้รับความร้อนเพียงพอ และก๊าซใดๆ ก็ตามสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลวได้หากถูกทำให้เย็นลง ดังนั้นบิวเทนที่ใช้ในเตาแก๊สและในประเทศจึงถูกเก็บไว้ในถังปิด มันเป็นของเหลวและอยู่ภายใต้ความกดดัน เหมือนหม้ออัดความดัน และในที่โล่งที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศา มีเทนจะเดือดและระเหยอย่างรวดเร็ว มีเทนเหลวจะถูกเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำขนาดยักษ์ที่เรียกว่าถัง ที่ความดันบรรยากาศปกติ มีเทนจะเดือดที่อุณหภูมิ 160 องศาต่ำกว่าศูนย์ เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซหลบหนีระหว่างการขนส่ง ถังจะถูกสัมผัสอย่างระมัดระวังเหมือนเทอร์โมส

การเปลี่ยนแปลงสถานะรวมของสารโดยการเปลี่ยนแปลงของความดัน

มีการพึ่งพาระหว่างสถานะของเหลวและก๊าซของสารกับอุณหภูมิและความดัน เนื่องจากสารมีความอิ่มตัวในสถานะของเหลวมากกว่าในสถานะก๊าซ คุณอาจคิดว่าหากคุณเพิ่มความดัน ก๊าซจะกลายเป็นของเหลวทันที แต่นั่นไม่เป็นความจริง อย่างไรก็ตาม หากคุณเริ่มอัดอากาศด้วยที่สูบลมจักรยาน คุณจะพบว่าอากาศจะร้อนขึ้น มันสะสมพลังงานที่คุณถ่ายโอนไปโดยการกดที่ลูกสูบ ก๊าซสามารถอัดให้เป็นของเหลวได้ก็ต่อเมื่อมีการทำให้เย็นลงในเวลาเดียวกัน ในทางกลับกัน ของเหลวจำเป็นต้องได้รับความร้อนเพื่อที่จะเปลี่ยนเป็นก๊าซ นั่นคือสาเหตุที่การระเหยแอลกอฮอล์หรืออีเทอร์ช่วยดึงความร้อนออกจากร่างกาย ทำให้เกิดความรู้สึกเย็นบนผิวหนัง การระเหยของน้ำทะเลภายใต้อิทธิพลของลมจะทำให้ผิวน้ำเย็นลง และเหงื่อออกทำให้ร่างกายเย็นลง

ส่วนผสมอาจแตกต่างกันไม่เพียงแต่ใน องค์ประกอบแต่ยังโดย รูปร่าง- ตามลักษณะของส่วนผสมนี้และคุณสมบัติที่มีก็สามารถจำแนกได้เป็นอย่างใดอย่างหนึ่ง เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)หรือถึง ต่างกัน (ต่างกัน)สารผสม

เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน)สิ่งเหล่านี้เป็นสารผสมที่ไม่สามารถตรวจจับอนุภาคของสารอื่นได้แม้จะใช้กล้องจุลทรรศน์ก็ตาม

องค์ประกอบและคุณสมบัติทางกายภาพในทุกส่วนของส่วนผสมจะเหมือนกัน เนื่องจากไม่มีส่วนต่อประสานระหว่างส่วนประกอบแต่ละส่วน

ถึง ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันเกี่ยวข้อง:

• ส่วนผสมของก๊าซ
• โซลูชั่น;
• โลหะผสม

ส่วนผสมของแก๊ส

ตัวอย่างของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันคือ อากาศ.

อากาศที่สะอาดประกอบด้วยสารต่างๆ สารที่เป็นก๊าซ:

• ไนโตรเจน (สัดส่วนปริมาตรในอากาศบริสุทธิ์คือ \(78\)%));
• ออกซิเจน (\(21\)%));
• ก๊าซมีตระกูล - อาร์กอนและอื่น ๆ (\(0.96\)%));
• คาร์บอนไดออกไซด์ (\(0.04\)%)

ส่วนผสมที่เป็นก๊าซก็คือ ก๊าซธรรมชาติและ ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง- ส่วนประกอบหลักของสารผสมเหล่านี้คือ ก๊าซไฮโดรคาร์บอน: มีเทน อีเทน โพรเพน และบิวเทน

นอกจากนี้ส่วนผสมของก๊าซยังเป็นทรัพยากรหมุนเวียนเช่น ก๊าซชีวภาพเกิดขึ้นเมื่อแบคทีเรียประมวลผลสารอินทรีย์ตกค้างในหลุมฝังกลบ ในถังบำบัดน้ำเสีย และในสถานประกอบการแบบพิเศษ ส่วนประกอบหลักของก๊าซชีวภาพคือ มีเทนซึ่งมีส่วนผสมของคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และสารก๊าซอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง

ก๊าซผสม: อากาศและก๊าซชีวภาพ อากาศสามารถขายให้กับนักท่องเที่ยวที่อยากรู้อยากเห็นและก๊าซชีวภาพที่ได้จากมวลสีเขียวในภาชนะพิเศษสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงได้

โซลูชั่น

โดยปกติจะเป็นชื่อที่ตั้งให้กับสารผสมที่เป็นของเหลว แม้ว่าคำในทางวิทยาศาสตร์นี้จะมีความหมายกว้างกว่า: สารละลายมักเรียกว่าสารละลาย ใดๆ(รวมทั้งก๊าซและของแข็ง) ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันสาร เกี่ยวกับสารละลายของเหลว

ทางออกที่สำคัญที่พบในธรรมชาติก็คือ น้ำมัน- ผลิตภัณฑ์ของเหลวที่ได้รับระหว่างการประมวลผล: น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันเตา น้ำมันหล่อลื่น- ยังมีส่วนผสมที่แตกต่างกัน ไฮโดรคาร์บอน.

ใส่ใจ!

ในการเตรียมสารละลาย คุณต้องผสมสารที่เป็นก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งเข้ากับตัวทำละลาย (น้ำ แอลกอฮอล์ อะซิโตน ฯลฯ)

ตัวอย่างเช่น, แอมโมเนียได้จากการละลายก๊าซแอมโมเนียในอินพุต ในทางกลับกันสำหรับการปรุงอาหาร ทิงเจอร์ไอโอดีนผลึกไอโอดีนละลายในเอทิลแอลกอฮอล์ (เอทานอล)

ของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันของเหลว (สารละลาย): น้ำมันและแอมโมเนีย

สามารถรับโลหะผสม (สารละลายของแข็ง) ได้ โลหะใด ๆและองค์ประกอบของมันอาจมีสารต่างๆ มากมาย

สิ่งที่สำคัญที่สุดในปัจจุบันคือ โลหะผสมเหล็ก- เหล็กหล่อและเหล็กกล้า

เหล็กหล่อคือโลหะผสมเหล็กที่มีคาร์บอนมากกว่า \(2\)% และเหล็กกล้าเป็นโลหะผสมเหล็กที่มีคาร์บอนน้อยกว่า

สิ่งที่เรียกกันทั่วไปว่า "เหล็ก" แท้จริงแล้วคือเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ยกเว้น คาร์บอนโลหะผสมเหล็กอาจมี ซิลิคอน, ฟอสฟอรัส, ซัลเฟอร์.

ฉันจำได้ว่าคำจำกัดความของสถานะการรวมตัวของสารถูกอธิบายให้เราฟังในโรงเรียนประถมศึกษาอย่างไร ครูเป็นตัวอย่างที่ดีเกี่ยวกับทหารดีบุก แล้วทุกอย่างก็ชัดเจนสำหรับทุกคน ด้านล่างนี้ฉันจะพยายามรีเฟรชความทรงจำของฉัน

กำหนดสถานะของสสาร

ทุกอย่างง่ายที่นี่: หากคุณหยิบสสารขึ้นมาคุณสามารถสัมผัสมันได้และเมื่อคุณกดมันมันจะคงปริมาตรและรูปร่างไว้ - นี่คือสถานะของแข็ง ในสถานะของเหลว สารจะไม่คงรูปร่างไว้ แต่คงปริมาตรไว้ ตัวอย่างเช่น มีน้ำอยู่ในแก้ว ขณะนี้มีรูปร่างเหมือนแก้ว และถ้าคุณเทลงในถ้วยก็จะมีรูปร่างเหมือนถ้วย แต่ปริมาณน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าสารในสถานะของเหลวสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ แต่เปลี่ยนปริมาตรไม่ได้ ในสถานะก๊าซจะไม่รักษารูปร่างหรือปริมาตรของสารไว้ แต่จะพยายามเติมเต็มพื้นที่ว่างทั้งหมด

และเมื่อเทียบกับตารางเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าน้ำตาลและเกลืออาจดูเหมือนสารของเหลว แต่ในความเป็นจริงแล้วเป็นสารที่ไหลอย่างอิสระปริมาตรทั้งหมดประกอบด้วยผลึกแข็งขนาดเล็ก

สถานะของสสาร: ของเหลว ของแข็ง ก๊าซ

สสารทั้งหมดในโลกอยู่ในสถานะหนึ่ง: ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ และสารใดๆ ก็สามารถเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งได้ น่าแปลกที่แม้แต่ทหารดีบุกก็สามารถกลายเป็นของเหลวได้ แต่สำหรับสิ่งนี้ จำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขบางประการ กล่าวคือ วางไว้ในห้องที่มีความร้อนสูงมาก ซึ่งดีบุกจะละลายและกลายเป็นโลหะเหลว

แต่วิธีที่ง่ายที่สุดที่จะพิจารณาสถานะของการรวมตัวโดยใช้น้ำเป็นตัวอย่าง

• หากน้ำของเหลวถูกแช่แข็ง น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็ง - นี่คือสถานะของแข็ง
• หากน้ำของเหลวได้รับความร้อนอย่างแรง น้ำก็จะเริ่มระเหย - นี่คือสถานะก๊าซ
• และถ้าคุณให้ความร้อนน้ำแข็ง น้ำแข็งก็จะเริ่มละลายและเปลี่ยนกลับเป็นน้ำ ซึ่งเรียกว่าสถานะของเหลว

กระบวนการควบแน่นเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การเน้นเป็นพิเศษ: หากคุณรวมสมาธิและทำให้น้ำระเหยเย็นลง สถานะของก๊าซจะกลายเป็นของแข็ง - นี่เรียกว่าการควบแน่นและนี่คือวิธีที่หิมะก่อตัวในชั้นบรรยากาศ