แอลกอฮอล์ ของเหลว หรือก๊าซ โซลูชั่น

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 เป็นของเหลวและอยู่ภายใต้ความกดดัน เหมือนหม้ออัดแรงดัน และในที่โล่งที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศา มีเทนจะเดือดและระเหยอย่างรวดเร็ว มีเทนเหลวจะถูกเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำขนาดยักษ์ที่เรียกว่าถัง ที่ความดันบรรยากาศปกติ มีเทนจะเดือดที่อุณหภูมิ 160 องศาต่ำกว่าศูนย์ เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซหลบหนีระหว่างการขนส่ง ถังจะถูกสัมผัสอย่างระมัดระวังเหมือนเทอร์โมส

การเปลี่ยนแปลงสถานะรวมของสารโดยการเปลี่ยนแปลงของความดัน

มีการพึ่งพาระหว่างสถานะของเหลวและก๊าซของสารกับอุณหภูมิและความดัน เนื่องจากสารมีความอิ่มตัวในสถานะของเหลวมากกว่าในสถานะก๊าซ คุณอาจคิดว่าหากคุณเพิ่มความดัน ก๊าซจะกลายเป็นของเหลวทันที แต่นั่นไม่เป็นความจริง อย่างไรก็ตาม หากคุณเริ่มอัดอากาศด้วยที่สูบลมสำหรับจักรยาน 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 เช่น มีน้ำในแก้ว แต่ปัจจุบันมีรูปร่างเหมือนแก้ว และถ้าคุณเทลงในถ้วยก็จะมีรูปร่างเหมือนถ้วย แต่ปริมาณน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าสารในสถานะของเหลวสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ แต่เปลี่ยนปริมาตรไม่ได้ ในสถานะก๊าซจะไม่รักษารูปร่างหรือปริมาตรของสารไว้ แต่จะพยายามเติมเต็มพื้นที่ว่างทั้งหมด

และเมื่อเทียบกับตารางเป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าน้ำตาลและเกลืออาจดูเหมือนสารของเหลว แต่ในความเป็นจริงแล้วเป็นสารที่ไหลอย่างอิสระปริมาตรทั้งหมดประกอบด้วยผลึกแข็งขนาดเล็ก

สถานะของสสาร: ของเหลว ของแข็ง ก๊าซ

สสารทั้งหมดในโลกอยู่ในสถานะที่แน่นอน: 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

ปัจจุบันทราบการมีอยู่ของสารต่าง ๆ มากกว่า 3 ล้านชนิด และตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นทุกปี เนื่องจากนักเคมีสังเคราะห์และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ทำการทดลองอย่างต่อเนื่องเพื่อให้ได้สารประกอบใหม่ที่มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์บางประการ

สารบางชนิดเป็นสารอาศัยตามธรรมชาติซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติ อีกครึ่งหนึ่งเป็นของเทียมและสังเคราะห์ อย่างไรก็ตามทั้งในกรณีแรกและกรณีที่สอง ส่วนสำคัญประกอบด้วยสารที่เป็นก๊าซ ตัวอย่างและคุณลักษณะที่เราจะพิจารณาในบทความนี้

สถานะรวมของสาร

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าสารประกอบที่รู้จักทั้งหมดสามารถมีอยู่ในสถานะการรวมตัวสามสถานะ ได้แก่ สารที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ อย่างไรก็ตาม การวิจัยอย่างรอบคอบในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาในสาขาดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยาอวกาศ และวิทยาศาสตร์อื่นๆ ได้พิสูจน์แล้วว่ามีอีกรูปแบบหนึ่ง นี่คือพลาสมา

หล่อนคือใคร? นี่เป็นเพียงบางส่วนหรือทั้งหมด และปรากฎว่ามีสารดังกล่าวส่วนใหญ่อย่างล้นหลามในจักรวาล ดังนั้นจึงอยู่ในสถานะพลาสมาซึ่งจะพบสิ่งต่อไปนี้:

• สสารระหว่างดวงดาว
• สสารจักรวาล
• ชั้นบนของบรรยากาศ
• เนบิวลา;
• องค์ประกอบของดาวเคราะห์หลายดวง
• ดาว

ดังนั้นในปัจจุบันจึงกล่าวกันว่ามีของแข็ง ของเหลว ก๊าซ และพลาสมา อย่างไรก็ตามก๊าซทุกชนิดสามารถถ่ายโอนไปยังสถานะนี้ได้โดยไม่ได้ตั้งใจหากถูกไอออไนเซชันนั่นคือถูกบังคับให้เปลี่ยนเป็นไอออน

สารที่เป็นก๊าซ: ตัวอย่าง

มีตัวอย่างสารที่อยู่ระหว่างการพิจารณาอยู่มากมาย ท้ายที่สุดแล้ว ก๊าซเป็นที่รู้จักมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 เมื่อแวน เฮลมอนต์ นักวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ ได้รับคาร์บอนไดออกไซด์เป็นครั้งแรกและเริ่มศึกษาคุณสมบัติของมัน อย่างไรก็ตามเขายังตั้งชื่อให้กับสารประกอบกลุ่มนี้ด้วยเนื่องจากในความเห็นของเขาก๊าซเป็นสิ่งที่ไม่เป็นระเบียบวุ่นวายเกี่ยวข้องกับวิญญาณและเป็นสิ่งที่มองไม่เห็น แต่จับต้องได้ ชื่อนี้มีรากฐานมาจากรัสเซีย

คุณสามารถจำแนกสารที่เป็นก๊าซทั้งหมดได้ จากนั้นการยกตัวอย่างจะง่ายกว่า ท้ายที่สุดแล้ว เป็นการยากที่จะครอบคลุมความหลากหลายทั้งหมด

ตามองค์ประกอบมีความโดดเด่น:

• เรียบง่าย,
• โมเลกุลที่ซับซ้อน

กลุ่มแรกประกอบด้วยกลุ่มที่ประกอบด้วยอะตอมเหมือนกันไม่ว่าจะในปริมาณใดก็ตาม ตัวอย่าง: ออกซิเจน - O 2, โอโซน - O 3, ไฮโดรเจน - H 2, คลอรีน - CL 2, ฟลูออรีน - F 2, ไนโตรเจน - N 2 และอื่น ๆ

• ไฮโดรเจนซัลไฟด์ - H 2 S;
• ไฮโดรเจนคลอไรด์ - HCL;
• มีเทน - CH 4;
• ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ - SO 2;
• ก๊าซสีน้ำตาล - NO 2;
• ฟรีออน - CF 2 CL 2;
• แอมโมเนีย - NH 3 และอื่น ๆ

การจำแนกประเภทตามลักษณะของสาร

คุณยังสามารถจำแนกประเภทของสารที่เป็นก๊าซตามที่อยู่ในโลกอินทรีย์และอนินทรีย์ได้ นั่นก็คือโดยธรรมชาติของอะตอมที่ประกอบกันเป็นมัน ก๊าซอินทรีย์ได้แก่:

• ตัวแทนห้าคนแรก (มีเทน, อีเทน, โพรเพน, บิวเทน, เพนเทน) สูตรทั่วไป C n H 2n+2 ;
• เอทิลีน - C 2 H 4;
• อะเซทิลีนหรือเอทิลีน - C 2 H 2;
• เมทิลลามีน - CH 3 NH 2 และอื่น ๆ

การจำแนกประเภทอื่นที่สามารถนำไปใช้กับสารประกอบที่เป็นปัญหาได้คือการหารตามอนุภาคที่มีอยู่ สารที่เป็นก๊าซไม่ได้ทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม ตัวอย่างของโครงสร้างที่มีไอออน โมเลกุล โฟตอน อิเล็กตรอน อนุภาคบราวเนียน และพลาสมาอยู่ยังอ้างอิงถึงสารประกอบในสถานะการรวมกลุ่มนี้ด้วย

คุณสมบัติของก๊าซ

ลักษณะของสารในสถานะที่พิจารณาแตกต่างจากลักษณะของสารประกอบของแข็งหรือของเหลว ประเด็นก็คือคุณสมบัติของสารที่เป็นก๊าซนั้นพิเศษ อนุภาคของพวกมันเคลื่อนที่ได้ง่ายและรวดเร็วสารโดยรวมเป็นแบบไอโซโทรปิกนั่นคือคุณสมบัติไม่ได้ถูกกำหนดโดยทิศทางการเคลื่อนที่ของโครงสร้างที่รวมอยู่ในองค์ประกอบ

มีความเป็นไปได้ที่จะระบุคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญที่สุดของสารที่เป็นก๊าซซึ่งจะทำให้พวกมันแตกต่างจากการดำรงอยู่ของสสารในรูปแบบอื่นทั้งหมด

1. สิ่งเหล่านี้คือความเชื่อมโยงที่ไม่สามารถมองเห็น ควบคุม หรือสัมผัสได้ด้วยวิธีของมนุษย์ธรรมดา ในการทำความเข้าใจคุณสมบัติและระบุก๊าซชนิดใดชนิดหนึ่ง พวกเขาต้องใช้พารามิเตอร์สี่ตัวที่อธิบายคุณสมบัติทั้งหมด ได้แก่ ความดัน อุณหภูมิ ปริมาณของสาร (โมล) ปริมาตร
2. ก๊าซต่างจากของเหลวตรงที่สามารถใช้ครอบครองพื้นที่ทั้งหมดได้โดยไร้ร่องรอย ซึ่งถูกจำกัดด้วยขนาดของถังหรือห้องเท่านั้น
3. ก๊าซทั้งหมดผสมกันได้ง่าย และสารประกอบเหล่านี้ไม่มีส่วนต่อประสานกัน
4. มีตัวแทนที่เบากว่าและหนักกว่า ดังนั้นภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและเวลา จึงเป็นไปได้ที่จะเห็นการแยกจากกัน
5. การแพร่กระจายเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสารประกอบเหล่านี้ ความสามารถในการเจาะสารอื่น ๆ และทำให้พวกมันอิ่มตัวจากภายในในขณะที่ทำการเคลื่อนไหวที่ไม่เป็นระเบียบอย่างสมบูรณ์ภายในโครงสร้างของมัน
6. ก๊าซจริงไม่สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ แต่ถ้าเราพูดถึงสารที่ทำให้บริสุทธิ์และแตกตัวเป็นไอออน ค่าการนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
7. ความจุความร้อนและการนำความร้อนของก๊าซต่ำและแตกต่างกันไปตามชนิดต่างๆ
8. ความหนืดเพิ่มขึ้นตามความดันและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
9. มีสองตัวเลือกสำหรับการเปลี่ยนเฟส: การระเหย - ของเหลวกลายเป็นไอ, การระเหิด - สารที่เป็นของแข็ง, ผ่านของเหลวกลายเป็นก๊าซ

คุณลักษณะที่โดดเด่นของไอระเหยจากก๊าซจริงคือภายใต้สภาวะบางประการ ไอระเหยสามารถเปลี่ยนเป็นสถานะของเหลวหรือของแข็งได้ ในขณะที่ก๊าซชนิดหลังเปลี่ยนไม่ได้ ควรสังเกตด้วยว่าสารประกอบดังกล่าวสามารถต้านทานการเสียรูปและเป็นของเหลวได้

คุณสมบัติของสารที่เป็นก๊าซดังกล่าวทำให้สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อุตสาหกรรม และเศรษฐกิจของประเทศ นอกจากนี้ ลักษณะเฉพาะของตัวแทนแต่ละรายถือเป็นรายบุคคลอย่างเคร่งครัด เราพิจารณาเฉพาะคุณลักษณะทั่วไปของโครงสร้างจริงทั้งหมดเท่านั้น

การบีบอัด

ที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันรวมถึงภายใต้อิทธิพลของความดัน ก๊าซสามารถบีบอัด เพิ่มความเข้มข้นและลดปริมาตรที่ถูกครอบครอง ที่อุณหภูมิสูงพวกมันจะขยายตัว ที่อุณหภูมิต่ำพวกมันจะหดตัว

การเปลี่ยนแปลงยังเกิดขึ้นภายใต้ความกดดัน ความหนาแน่นของสารที่เป็นก๊าซจะเพิ่มขึ้น และเมื่อถึงจุดวิกฤตซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละตัวแทน อาจมีการเปลี่ยนแปลงไปสู่สถานะการรวมกลุ่มอื่นได้

นักวิทยาศาสตร์หลักที่มีส่วนในการพัฒนาการศึกษาเกี่ยวกับก๊าซ

มีคนประเภทนี้อยู่มากมาย เนื่องจากการศึกษาเกี่ยวกับก๊าซเป็นกระบวนการที่ต้องใช้แรงงานเข้มข้นและมีประวัติยาวนาน ให้เราอาศัยอยู่กับบุคลิกที่มีชื่อเสียงที่สุดที่สามารถค้นพบสิ่งที่สำคัญที่สุดได้

1. ค้นพบในปี พ.ศ. 2354 ไม่สำคัญว่าก๊าซชนิดใดสิ่งสำคัญคือภายใต้เงื่อนไขเดียวกันหนึ่งปริมาตรจะมีจำนวนเท่ากันในแง่ของจำนวนโมเลกุล มีค่าคำนวณตามชื่อนักวิทยาศาสตร์ มีค่าเท่ากับ 6.03 * 10 23 โมเลกุลต่อก๊าซใดๆ 1 โมล
2. Fermi - สร้างทฤษฎีของก๊าซควอนตัมในอุดมคติ
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - ชื่อของนักวิทยาศาสตร์ที่สร้างสมการจลน์ศาสตร์พื้นฐานสำหรับการคำนวณ
4. โรเบิร์ต บอยล์.
5. จอห์น ดาลตัน.
6. Jacques Charles และนักวิทยาศาสตร์อีกหลายคน

โครงสร้างของสารที่เป็นก๊าซ

คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดในการสร้างโครงผลึกของสารที่อยู่ระหว่างการพิจารณาก็คือโหนดประกอบด้วยอะตอมหรือโมเลกุลที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ที่อ่อนแอ แรง Van der Waals ยังมีอยู่เมื่อพูดถึงไอออน อิเล็กตรอน และระบบควอนตัมอื่นๆ

ดังนั้นโครงสร้างหลักของโครงตาข่ายแก๊สคือ:

• อะตอม;
• โมเลกุล

การเชื่อมต่อภายในแตกหักง่าย ดังนั้นการเชื่อมต่อเหล่านี้จึงไม่มีรูปร่างคงที่ แต่เติมเต็มปริมาตรเชิงพื้นที่ทั้งหมด นอกจากนี้ยังอธิบายถึงการขาดการนำไฟฟ้าและการนำความร้อนต่ำ แต่ก๊าซมีฉนวนกันความร้อนที่ดี เพราะด้วยการแพร่กระจาย พวกมันจึงสามารถเจาะเข้าไปในของแข็งและครอบครองพื้นที่ว่างของกระจุกดาวภายในพวกมันได้ ในขณะเดียวกันอากาศก็ไม่ผ่าน แต่ความร้อนจะยังคงอยู่ นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการใช้ก๊าซและของแข็งร่วมกันเพื่อการก่อสร้าง

สารเชิงเดี่ยวในหมู่ก๊าซ

เราได้กล่าวไปแล้วข้างต้นว่าก๊าซใดที่อยู่ในหมวดหมู่นี้ในแง่ของโครงสร้างและโครงสร้าง สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่ประกอบด้วยอะตอมที่เหมือนกัน สามารถยกตัวอย่างได้มากมาย เนื่องจากส่วนสำคัญของอโลหะจากตารางธาตุทั้งหมดภายใต้สภาวะปกติมีอยู่ในสถานะการรวมกลุ่มนี้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น:

• ฟอสฟอรัสขาว - หนึ่งในองค์ประกอบนี้
• ไนโตรเจน;
• ออกซิเจน;
• ฟลูออรีน;
• คลอรีน;
• ฮีเลียม;
• นีออน;
• อาร์กอน;
• คริปทอน;
• ซีนอน

โมเลกุลของก๊าซเหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งโมเลกุลเดี่ยว (ก๊าซมีตระกูล) หรือโพลีอะตอมมิก (โอโซน - O 3) ประเภทของพันธะเป็นแบบโควาเลนต์ไม่มีขั้ว ในกรณีส่วนใหญ่จะค่อนข้างอ่อน แต่ก็ไม่ใช่ทั้งหมด ตาข่ายคริสตัลนั้นเป็นประเภทโมเลกุลซึ่งช่วยให้สารเหล่านี้สามารถเคลื่อนย้ายจากสถานะการรวมตัวหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น ไอโอดีนภายใต้สภาวะปกติจะเป็นผลึกสีม่วงเข้มที่มีความแวววาวของโลหะ อย่างไรก็ตาม เมื่อถูกความร้อน พวกมันจะระเหิดเป็นเมฆก๊าซสีม่วงสดใส - I 2

อย่างไรก็ตาม สารใด ๆ รวมถึงโลหะสามารถดำรงอยู่ในสถานะก๊าซได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ

สารประกอบเชิงซ้อนที่มีลักษณะเป็นก๊าซ

แน่นอนว่าก๊าซดังกล่าวเป็นส่วนใหญ่ การรวมกันของอะตอมในโมเลกุลต่างๆ รวมกันโดยพันธะโควาเลนต์และปฏิกิริยาระหว่างแวนเดอร์วาลส์ ทำให้เกิดการก่อตัวของตัวแทนที่แตกต่างกันหลายร้อยรายของสถานะการรวมกลุ่มที่พิจารณาแล้ว

ตัวอย่างของสารเชิงซ้อนในหมู่ก๊าซอาจเป็นสารประกอบทั้งหมดที่ประกอบด้วยองค์ประกอบที่แตกต่างกันตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป ซึ่งอาจรวมถึง:

• โพรเพน;
• บิวเทน;
• อะเซทิลีน;
• แอมโมเนีย;
• ไซเลน;
• ฟอสฟีน;
• มีเทน;
• คาร์บอนไดซัลไฟด์
• ซัลเฟอร์ไดออกไซด์
• ก๊าซสีน้ำตาล
• ฟรีออน;
• เอทิลีนและอื่น ๆ

ตาข่ายคริสตัลชนิดโมเลกุล ตัวแทนหลายคนละลายในน้ำได้ง่ายทำให้เกิดกรดที่เกี่ยวข้อง สารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นส่วนสำคัญของการสังเคราะห์ทางเคมีที่ดำเนินการในอุตสาหกรรม

มีเทนและความคล้ายคลึงของมัน

บางครั้งแนวคิดทั่วไปของ "ก๊าซ" หมายถึงแร่ธรรมชาติ ซึ่งเป็นส่วนผสมทั้งหมดของผลิตภัณฑ์ก๊าซที่มีลักษณะเป็นอินทรีย์เป็นส่วนใหญ่ ประกอบด้วยสารต่างๆ เช่น

• มีเทน;
• อีเทน;
• โพรเพน;
• บิวเทน;
• เอทิลีน;
• อะเซทิลีน;
• เพนเทนและอื่น ๆ อีกมากมาย

ในอุตสาหกรรมมีความสำคัญมากเนื่องจากส่วนผสมของโพรเพนบิวเทนเป็นก๊าซในครัวเรือนที่ผู้คนใช้ปรุงอาหารซึ่งใช้เป็นแหล่งพลังงานและความร้อน

หลายชนิดใช้สำหรับการสังเคราะห์แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์ กรด และสารอินทรีย์อื่นๆ ปริมาณการใช้ก๊าซธรรมชาติต่อปีมีปริมาณถึงล้านล้านลูกบาศก์เมตรและนี่ค่อนข้างสมเหตุสมผล

ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์

สารก๊าซชนิดใดที่สามารถเรียกได้ว่าแพร่หลายที่สุดและรู้จักแม้กระทั่งนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 1? คำตอบนั้นชัดเจน - ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ท้ายที่สุดแล้ว พวกเขาคือผู้มีส่วนร่วมโดยตรงในการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลก

เป็นที่ทราบกันดีว่าต้องขอบคุณออกซิเจนที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้เนื่องจากแบคทีเรียไร้ออกซิเจนบางประเภทเท่านั้นที่สามารถดำรงอยู่ได้หากไม่มีมัน และคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ "อาหาร" ที่จำเป็นสำหรับพืชทุกชนิดที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อดำเนินกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

จากมุมมองทางเคมี ทั้งออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารสำคัญในการสังเคราะห์สารประกอบ อย่างแรกคือตัวออกซิไดซ์ที่แรง ส่วนตัวที่สองมักเป็นตัวรีดิวซ์มากกว่า

ฮาโลเจน

นี่คือกลุ่มของสารประกอบที่อะตอมเป็นอนุภาคของสารที่เป็นก๊าซ เชื่อมต่อกันเป็นคู่ผ่านพันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าฮาโลเจนทั้งหมดจะเป็นก๊าซ โบรมีนเป็นของเหลวภายใต้สภาวะปกติ และไอโอดีนเป็นของแข็งที่ระเหิดได้ง่าย ฟลูออรีนและคลอรีนเป็นสารพิษที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของสิ่งมีชีวิตซึ่งเป็นสารออกซิไดซ์อย่างแรงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์

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 จุดเดือดที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงของจุดเยือกแข็งของสารละลายเจือจางเมื่อเปรียบเทียบกับตัวทำละลายบริสุทธิ์จะเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของโมล (หรือเศษส่วนของโมล) ของตัวถูกละลาย และสามารถใช้เพื่อกำหนดน้ำหนักโมเลกุลได้

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

ลักษณะของสารละลายซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มข้นเป็นหลัก (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 ส่วนที่ชั่งน้ำหนักที่แน่นอนของสารนั้นเท่ากับโมลจะถูกละลายในน้ำปริมาณเล็กน้อยที่ทราบ 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 โมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลจะต้องหนีออกจากสภาพแวดล้อมของโมเลกุลอื่นที่คล้ายคลึงกันซึ่งดึงดูดมันเข้ามาอย่างแรงก่อน 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 ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นถึงกฎทั่วไปที่ว่าของแข็งจะละลายในของเหลวที่มีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพคล้ายคลึงกัน 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 สารที่ละลายได้บางส่วนซึ่งกันและกันจะก่อให้เกิดสารละลายของแข็งคอนจูเกตสมดุลสองชนิดซึ่งองค์ประกอบจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย. หากสารละลายของสารถูกเติมเข้าสู่ระบบสมดุลของของเหลวที่ไม่สามารถผสมกันได้หรือของเหลวที่ผสมกันได้บางส่วน สารละลายนั้นจะถูกกระจายระหว่างของเหลวในสัดส่วนที่แน่นอน โดยไม่ขึ้นกับปริมาณทั้งหมดของสาร ในกรณีที่ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีในระบบ . กฎนี้เรียกว่ากฎการกระจาย และอัตราส่วนของความเข้มข้นของสารที่ละลายในของเหลวเรียกว่าสัมประสิทธิ์การกระจาย ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายมีค่าประมาณเท่ากับอัตราส่วนของความสามารถในการละลายของสารที่กำหนดในของเหลวสองชนิดนั่นคือ สารมีการกระจายระหว่างของเหลวตามความสามารถในการละลาย คุณสมบัตินี้ใช้เพื่อแยกสารที่กำหนดออกจากสารละลายในตัวทำละลายตัวหนึ่งโดยใช้ตัวทำละลายอื่น อีกตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้คือกระบวนการสกัดเงินจากแร่ ซึ่งมักจะรวมไว้กับตะกั่วด้วย ในการทำเช่นนี้ แร่หลอมเหลวจะถูกเติมสังกะสีซึ่งไม่ผสมกับตะกั่ว 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