Kelarutan adalah apa?

Kimia adalah sains yang menarik dan agak rumit. Istilah dan konsepnya sampai kepada kita dalam kehidupan sehari-hari, dan tidak selalu secara intuitif jelas apa maksudnya dan apa maknanya. Salah satu konsep tersebut adalah kelarutan. Istilah ini banyak digunakan dalam teori solusi, dan dalam kehidupan sehari-hari kita menemukan aplikasinya karena mereka dikelilingi oleh solusi ini. Tapi tidak begitu banyak penggunaan konsep ini sebagai fenomena fisik yang dimaksudnya. Tapi sebelum melanjutkan ke bagian utama narasi kita, kita beralih ke abad kesembilan belas, ketika Svante Arrhenius dan Wilhelm Ostwald merumuskan teori pemisahan elektrolitik.

Sejarah

Penyelidikan solusi dan kelarutan dimulai dengan teori disosiasi fisik. Ini adalah yang paling sederhana untuk dipahami, tapi terlalu primitif dan hanya dalam momen bertepatan dengan kenyataan. Inti dari teori ini adalah bahwa zat terlarut, jatuh ke dalam larutan, terurai menjadi partikel bermuatan, disebut ion. Partikel inilah yang menentukan sifat kimia dari larutan dan beberapa karakteristik fisiknya, termasuk konduktivitas dan titik didih, peleburan dan kristalisasi.

Namun, ada teori yang lebih kompleks yang menganggap solusinya sebagai sistem, partikel di mana berinteraksi satu sama lain dan membentuk apa yang disebut solvates - ion yang dikelilingi oleh dipol. Dipol adalah, secara keseluruhan, molekul netral, kutubnya bermuatan beragam. Dipolem paling sering merupakan molekul pelarut. Masuk ke solusinya, zat terlarut memecah menjadi ion, dan dipol tertarik pada satu ion pada ujung yang berbeda yang sarat dengan mereka, dan ion lainnya - masing-masing, oleh ujung muatan lainnya, dikenaiinya. Dengan demikian, solvat diperoleh - molekul dengan cangkang molekul netral lainnya.

Sekarang mari kita bicarakan sedikit tentang inti teori itu sendiri dan lihatlah dengan saksama.

Teori solusi

Pembentukan partikel semacam itu bisa menjelaskan berbagai fenomena yang tidak bisa dijelaskan oleh teori solusi klasik. Misalnya, efek termal dari reaksi disolusi. Dari posisi teori Arrhenius, sulit untuk mengatakan mengapa, ketika melarutkan satu zat ke zat lainnya, panas bisa diserap dan dilepaskan. Ya, kisi kristal hancur, dan oleh karena itu energi dikeluarkan dan solusinya didinginkan, atau dilepaskan dalam pembusukan karena kelebihan energi ikatan kimia. Tapi untuk menjelaskan hal ini dari sudut pandang teori klasik itu tidak mungkin, karena mekanisme penghancuran itu tetap tidak bisa dipahami. Dan jika Anda menerapkan teori solusi kimiawi, menjadi jelas bahwa molekul pelarut, terjepit ke dalam rongga kisi, menghancurkannya dari dalam, seolah-olah "melindungi" ion satu sama lain dengan cangkang yang bisa dipecahkan.

Pada bagian selanjutnya, kita akan mempertimbangkan apa itu kelarutan dan segala sesuatu yang berhubungan dengan sosok yang tampaknya sederhana dan intuitif ini.

Konsep kelarutan

Hal ini murni secara intuitif jelas bahwa kelarutan menunjukkan seberapa baik zat tertentu larut dalam pelarut tertentu. Namun, kita hanya tahu sedikit tentang sifat pembubaran zat. Mengapa, misalnya, apakah kapur tidak larut dalam air, dan garam meja - sebaliknya? Ini semua tentang kekuatan ikatan di dalam molekul. Jika ikatannya kuat, maka karena ini, partikel ini tidak dapat terdisosiasi menjadi ion, sehingga menghancurkan kristal. Oleh karena itu, tetap tidak terpecahkan.

Kelarutan merupakan karakteristik kuantitatif yang menunjukkan berapa banyak zat terlarut dalam bentuk partikel terlarut. Nilainya bergantung pada sifat zat terlarut dan pelarutnya. Kelarutan dalam air untuk zat berbeda berbeda, tergantung pada ikatan antara atom dalam molekul. Zat dengan ikatan kovalen memiliki kelarutan paling rendah, sedangkan yang memiliki ikatan ion memiliki kelarutan tertinggi.

Tapi tidak selalu mungkin untuk memahami kelarutan mana yang besar dan kecil. Karena itu, pada bagian selanjutnya kita akan membahas apa kelarutan berbagai zat dalam air.

Perbandingan

Di alam, ada banyak pelarut cair. Bahkan ada lagi zat alternatif yang bisa berfungsi sebagai yang terakhir bila kondisi tertentu tercapai, misalnya keadaan agregat tertentu. Menjadi jelas bahwa jika kita mengumpulkan data tentang kelarutan satu sama lain dari pasangan "pelarut zat terlarut", tidak akan cukup untuk selamanya, karena kombinasi tersebut menghasilkan jumlah yang sangat besar. Oleh karena itu, terjadilah bahwa di planet kita pelarut dan standar universal adalah air. Mereka melakukannya karena itu adalah yang paling umum di Bumi.

Dengan demikian, tabel kelarutan air disiapkan untuk ratusan dan ribuan zat. Kita semua melihatnya, tapi dalam versi yang lebih pendek dan mudah dimengerti. Di dalam sel tabel tertulis huruf yang menunjukkan zat terlarut, tidak larut atau sedikit larut. Tapi ada tabel khusus yang lebih sempit bagi mereka yang serius tentang kimia. Ada indikasi nilai numerik yang tepat dari kelarutan dalam gram per liter larutan.

Sekarang mari kita beralih ke teori konsep seperti kelarutan.

Kimia kelarutan

Bagaimana proses pembubaran itu sendiri terjadi, kita telah membongkar bagian sebelumnya. Tapi bagaimana, misalnya, untuk menulis semua ini dalam bentuk reaksi? Disini semuanya tidak sesederhana itu. Misalnya, ketika asam larut, ion hidrogen berinteraksi dengan air untuk membentuk ion hidroksonium H ₃ O ⁺ . Jadi, untuk HCl, persamaan reaksi akan terlihat seperti ini:

HCl + H ₂ O = H ₃ O ⁺ + Cl ^-

Kelarutan garam, tergantung pada strukturnya, juga ditentukan oleh reaksi kimia mereka. Penampilan yang terakhir tergantung pada struktur garam dan ikatan di dalam molekulnya.

Kami telah menemukan cara menulis secara grafis kelarutan garam dalam air. Sekarang saatnya untuk aplikasi praktis.

Aplikasi

Jika kita mencantumkan kasus bila jumlah ini diperlukan, tidak akan ada cukup waktu. Secara tidak langsung, bisa digunakan untuk menghitung jumlah lain yang sangat penting untuk mempelajari solusi apapun. Tanpa itu, kita tidak dapat mengetahui konsentrasi zat yang tepat, aktivitasnya, tidak dapat menilai apakah obat tersebut menyembuhkan seseorang atau membunuh (kenyataannya, dalam jumlah banyak, bahkan air berbahaya untuk kehidupan).

Selain industri kimia dan tujuan ilmiah, memahami esensi kelarutan juga penting dalam kehidupan sehari-hari. Bagaimanapun, kadang-kadang perlu disiapkan, katakanlah, larutan supersaturat dari suatu zat. Misalnya, perlu mendapatkan kristal garam untuk pekerjaan rumah anak. Mengetahui kelarutan garam dalam air, kita dapat dengan mudah menentukan berapa banyak yang dibutuhkan untuk tertidur dalam bejana, sehingga mulai mengendap dan membentuk kristal dari kelimpahan.

Sebelum menyelesaikan kunjungan singkat kami ke bidang kimia, mari kita bicarakan beberapa konsep yang berdekatan dengan kelarutan.

Apa lagi yang menarik?

Menurut pendapat kami, jika Anda telah mencapai bagian ini, Anda mungkin sudah mengerti bahwa kelarutan bukan hanya kuantitas kimiawi yang aneh. Ini adalah dasar untuk jumlah lainnya. Dan di antaranya: konsentrasi, aktivitas, disosiasi konstan, pH. Dan ini bukan daftar lengkap. Anda pasti pernah mendengar setidaknya satu dari kata-kata ini. Tanpa pengetahuan tentang sifat solusi ini, studi yang dimulai dengan kelarutan, kita tidak bisa lagi membayangkan kimia dan fisika modern. Apa arti fisika? Terkadang fisikawan juga menangani solusi, mengukur konduktivitasnya, dan menggunakan properti mereka yang lain untuk kebutuhan mereka sendiri.

Kesimpulan

Pada artikel ini kita telah berkenalan dengan konsep kimia seperti kelarutan. Ini mungkin adalah informasi yang sangat berguna, karena kebanyakan dari kita tidak membayangkan esensi teori solusi yang mendalam, tanpa keinginan untuk terjun secara terperinci ke dalam studinya. Bagaimanapun, sangat berguna untuk melatih otak Anda, belajar sesuatu yang baru. Bagaimanapun, seseorang harus "belajar, belajar dan belajar lagi".