كيف ومتى تتحول السوائل إلى غازات؟ المواد الغازية: أمثلة وخصائص مواد بسيطة بين الغازات

من المعروف اليوم وجود أكثر من 3 ملايين مادة مختلفة. وهذا الرقم يتزايد كل عام، حيث يقوم الكيميائيون الاصطناعيون وغيرهم من العلماء بإجراء تجارب باستمرار للحصول على مركبات جديدة لها بعض الخصائص المفيدة.

بعض المواد هي كائنات طبيعية، تتشكل بشكل طبيعي. والنصف الآخر اصطناعي وصناعي. ومع ذلك، في الحالتين الأولى والثانية، يتكون جزء كبير من المواد الغازية، والأمثلة والخصائص التي سننظر فيها في هذه المقالة.

الحالات الإجمالية للمواد

منذ القرن السابع عشر، كان من المقبول عمومًا أن جميع المركبات المعروفة قادرة على التواجد في ثلاث حالات من التجميع: المواد الصلبة والسائلة والغازية. لكن الأبحاث الدقيقة في العقود الأخيرة في مجالات علم الفلك والفيزياء والكيمياء وبيولوجيا الفضاء وغيرها من العلوم أثبتت أن هناك شكلاً آخر. هذه بلازما.

ما هي؟ وهذا جزئياً أو كلياً، واتضح أن هناك أغلبية ساحقة من هذه المواد في الكون. لذلك، في حالة البلازما يتم العثور على ما يلي:

• المادة بين النجوم.
• المادة الكونية؛
• الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
• السدم.
• تكوين العديد من الكواكب.
• النجوم.

لذلك يقولون اليوم أن هناك مواد صلبة وسائلة وغازات وبلازما. وبالمناسبة، يمكن نقل كل غاز بشكل مصطنع إلى هذه الحالة إذا تعرض للتأين، أي اضطر إلى التحول إلى أيونات.

المواد الغازية: أمثلة

هناك الكثير من الأمثلة على المواد قيد النظر. بعد كل شيء، أصبحت الغازات معروفة منذ القرن السابع عشر، عندما حصل عالم الطبيعة فان هيلمونت على ثاني أكسيد الكربون لأول مرة وبدأ في دراسة خصائصه. بالمناسبة، أعطى أيضا اسم هذه المجموعة من المركبات، لأنه، في رأيه، الغازات شيء غير مضطرب، فوضوي، مرتبط بالأرواح وشيء غير مرئي، ولكن ملموس. لقد ترسخ هذا الاسم في روسيا.

من الممكن تصنيف جميع المواد الغازية، فسيكون من الأسهل إعطاء أمثلة. بعد كل شيء، من الصعب تغطية كل التنوع.

وفقا للتكوين فهي تتميز:

• بسيط،
• جزيئات معقدة.

تشمل المجموعة الأولى تلك التي تتكون من ذرات متطابقة بأي كمية. مثال: الأكسجين - O 2، الأوزون - O 3، الهيدروجين - H 2، الكلور - CL 2، الفلور - F 2، النيتروجين - N 2 وغيرها.

• كبريتيد الهيدروجين - H 2 S؛
• كلوريد الهيدروجين - حمض الهيدروكلوريك؛
• الميثان - CH 4؛
• ثاني أكسيد الكبريت - SO 2؛
• الغاز البني - رقم 2؛
• الفريون - CF 2 CL 2؛
• الأمونيا - NH 3 وغيرها.

التصنيف حسب طبيعة المواد

يمكنك أيضًا تصنيف أنواع الغازات مواد مختلفةحسب الانتماء إلى العالم العضوي وغير العضوي. أي بطبيعة الذرات التي يتكون منها. الغازات العضوية هي:

• الممثلين الخمسة الأوائل (الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والبنتان). الصيغة العامة C n H 2n+2 ;
• الإيثيلين - C 2 H 4؛
• الأسيتيلين أو الإيثيلين - C2H2؛
• ميثيل أمين - CH 3 NH 2 وغيرها.

التصنيف الآخر الذي يمكن تطبيقه على المركبات المعنية هو التقسيم بناءً على الجزيئات التي تحتوي عليها. ليست كل المواد الغازية مكونة من ذرات. تشير أمثلة الهياكل التي توجد فيها الأيونات والجزيئات والفوتونات والإلكترونات والجسيمات البراونية والبلازما أيضًا إلى مركبات في حالة التجميع هذه.

خصائص الغازات

تختلف خصائص المواد الموجودة في الحالة قيد النظر عن خصائص المركبات الصلبة أو السائلة. الشيء هو أن خصائص المواد الغازية خاصة. جزيئاتها متحركة بسهولة وبسرعة، والمادة ككل متناحية الخواص، أي أن الخصائص لا يتم تحديدها من خلال اتجاه حركة الهياكل المضمنة في التركيبة.

يمكننا تحديد الأهم الخصائص الفيزيائيةالمواد الغازية، والتي سوف تميزها عن جميع أشكال وجود المادة الأخرى.

1. هذه هي الروابط التي لا يمكن رؤيتها أو التحكم فيها أو الشعور بها بالوسائل البشرية العادية. لفهم خصائص غاز معين وتحديده، يعتمدون على أربعة عوامل تصفهم جميعًا: الضغط، ودرجة الحرارة، وكمية المادة (مول)، والحجم.
2. على عكس السوائل، فإن الغازات قادرة على احتلال المساحة بأكملها دون أن يترك أثرا، يقتصر فقط على حجم الوعاء أو الغرفة.
3. تختلط جميع الغازات مع بعضها البعض بسهولة، ولا تحتوي هذه المركبات على واجهة.
4. هناك ممثلون أخف وزنا وأثقل، لذلك تحت تأثير الجاذبية والوقت، من الممكن رؤية فصلهم.
5. يعد الانتشار أحد أهم خصائص هذه المركبات. القدرة على اختراق المواد الأخرى وتشبعها من الداخل، مع القيام بحركات مضطربة تماماً داخل بنيتها.
6. لا يمكن للغازات الحقيقية إجراء التيار الكهربائي، ولكن إذا تحدثنا عن المواد المتخلخلة والمتأينة، فإن الموصلية تزداد بشكل حاد.
7. السعة الحرارية والتوصيل الحراري للغازات منخفضة وتختلف بين الأنواع المختلفة.
8. تزداد اللزوجة مع زيادة الضغط ودرجة الحرارة.
9. هناك خياران للانتقال بين الطور: التبخر - يتحول السائل إلى بخار، والتسامي - تصبح المادة الصلبة، التي تتجاوز المادة السائلة، غازية.

السمة المميزة للأبخرة من الغازات الحقيقية هي أن الأول، في ظل ظروف معينة، قادر على التحول إلى مرحلة سائلة أو صلبة، في حين أن الأخير ليس كذلك. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن المركبات المعنية قادرة على مقاومة التشوه وتكون سائلة.

هذه الخصائص للمواد الغازية تسمح باستخدامها على نطاق واسع في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والصناعة والاقتصاد الوطني. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الخصائص المحددة تكون فردية تمامًا لكل ممثل. لقد نظرنا فقط في الميزات المشتركة لجميع الهياكل الحقيقية.

الانضغاطية

في درجات حرارة مختلفة، وكذلك تحت تأثير الضغط، تكون الغازات قادرة على الضغط، مما يزيد من تركيزها وتقليل حجمها المشغول. في درجات حرارة مرتفعة تتوسع، وفي درجات حرارة منخفضة تتقلص.

تحدث التغييرات أيضًا تحت الضغط. تزداد كثافة المواد الغازية، وعند الوصول إلى نقطة حرجة، والتي تختلف بالنسبة لكل ممثل، قد يحدث الانتقال إلى حالة أخرى من التجميع.

أهم العلماء الذين ساهموا في تطوير دراسة الغازات

هناك الكثير من هؤلاء الأشخاص، لأن دراسة الغازات هي عملية كثيفة العمالة وطويلة تاريخيا. دعونا نتحدث عن أشهر الشخصيات التي تمكنت من تحقيق أهم الاكتشافات.

1. تم اكتشافه في عام 1811. لا يهم أي نوع من الغازات، الشيء الرئيسي هو أنه في ظل نفس الظروف، يحتوي حجم واحد على كمية متساوية منها من حيث عدد الجزيئات. وهناك قيمة محسوبة تحمل اسم العالم. وهو يساوي 6.03 * 10 23 جزيءًا لكل 1 مول من أي غاز.
2. فيرمي - ابتكر نظرية الغاز الكمي المثالي.
3. جاي لوساك، بويل ماريوت - أسماء العلماء الذين ابتكروا المعادلات الحركية الأساسية للحسابات.
4. روبرت بويل.
5. جون دالتون.
6. جاك تشارلز والعديد من العلماء الآخرين.

هيكل المواد الغازية

أكثر الميزة الأساسيةفي بناء الشبكة البلورية للمواد قيد النظر، أي أنه يوجد في عقدها إما ذرات أو جزيئات مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط تساهمية ضعيفة. توجد قوى فان دير فال أيضًا عندما يتعلق الأمر بالأيونات والإلكترونات والأنظمة الكمومية الأخرى.

ولذلك، فإن الأنواع الرئيسية لهيكل شبكات الغاز هي:

• الذري؛
• جزيئي.

يتم كسر الاتصالات في الداخل بسهولة، وبالتالي فإن هذه الاتصالات ليس لها شكل ثابت، ولكنها تملأ الحجم المكاني بأكمله. وهذا ما يفسر أيضًا نقص التوصيل الكهربائي وضعف التوصيل الحراري. لكن الغازات تتمتع بعزل حراري جيد، لأنها بفضل الانتشار قادرة على اختراق المواد الصلبة واحتلال مساحات عنقودية حرة بداخلها. وفي الوقت نفسه، لا يمر الهواء، ويتم الاحتفاظ بالحرارة. هذا هو الأساس للاستخدام المشترك للغازات والمواد الصلبة لأغراض البناء.

المواد البسيطة بين الغازات

لقد ناقشنا أعلاه الغازات التي تنتمي إلى هذه الفئة من حيث التركيب والبنية. هذه هي تلك التي تتكون من ذرات متطابقة. يمكن إعطاء العديد من الأمثلة، لأن جزءًا كبيرًا من اللافلزات موجود على الإطلاق الجدول الدوريفي ظل الظروف العادية، فإنه موجود في هذه الحالة من التجميع على وجه التحديد. على سبيل المثال:

• الفسفور الأبيض - أحد هذا العنصر؛
• نتروجين؛
• الأكسجين.
• الفلور.
• الكلور.
• الهيليوم.
• نيون؛
• الأرجون.
• الكريبتون.
• زينون.

يمكن أن تكون جزيئات هذه الغازات إما أحادية الذرة (الغازات النبيلة) أو متعددة الذرات (الأوزون - O 3). نوع الرابطة تساهمية غير قطبية، وفي معظم الحالات تكون ضعيفة جدًا، ولكن ليس في جميع الحالات. الشبكة البلورية هي من النوع الجزيئي، مما يسمح لهذه المواد بالانتقال بسهولة من حالة تجميع إلى أخرى. على سبيل المثال، اليود في الظروف العادية يكون عبارة عن بلورات أرجوانية داكنة ذات بريق معدني. ومع ذلك، عند تسخينها، فإنها تتسامى إلى سحب من الغاز الأرجواني اللامع - I2.

بالمناسبة، أي مادة، بما في ذلك المعادن، يمكن أن توجد في حالة غازية في ظل ظروف معينة.

مركبات معقدة ذات طبيعة غازية

هذه الغازات، بطبيعة الحال، هي الأغلبية. تسمح مجموعات مختلفة من الذرات في الجزيئات، متحدة بروابط تساهمية وتفاعلات فان دير فال، بتكوين مئات من الممثلين المختلفين لحالة التجميع المدروسة.

ومن أمثلة المواد المعقدة بين الغازات جميع المركبات التي تتكون من اثنين أو أكثر عناصر مختلفة. قد يشمل ذلك:

• البروبان.
• البيوتان.
• الأسيتيلين.
• الأمونيا.
• سيلاني.
• الفوسفين.
• الميثان.
• ثاني كبريتيد الكربون؛
• ثاني أكسيد الكبريت؛
• غاز بني
• غاز الفريون؛
• الإيثيلين وغيرها.

شعرية كريستال من النوع الجزيئي. العديد من الممثلين يذوبون بسهولة في الماء، وتشكيل الأحماض المقابلة. وتشكل معظم هذه المركبات جزءًا مهمًا من التركيبات الكيميائية التي تتم في الصناعة.

الميثان ومماثلاته

في بعض الأحيان يشير المفهوم العام لـ "الغاز" إلى معدن طبيعي، وهو عبارة عن خليط كامل من المنتجات الغازية ذات الطبيعة العضوية في الغالب. يحتوي على مواد مثل:

• الميثان.
• الإيثان.
• البروبان.
• البيوتان.
• الإيثيلين.
• الأسيتيلين.
• البنتان وبعض الآخرين.

وهي مهمة جدًا في الصناعة، لأن خليط البروبان والبيوتان هو الغاز المنزلي الذي يطبخ به الناس، والذي يستخدم كمصدر للطاقة والحرارة.

يتم استخدام الكثير منها لتخليق الكحوليات والألدهيدات والأحماض وغيرها المواد العضوية. ويبلغ الاستهلاك السنوي من الغاز الطبيعي تريليونات الأمتار المكعبة، وهذا أمر مبرر تماما.

الأكسجين وثاني أكسيد الكربون

ما هي المواد الغازية التي يمكن تسميتها الأكثر انتشارًا والمعروفة حتى لدى طلاب الصف الأول؟ الجواب واضح - الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. بعد كل شيء، هم المشاركون المباشرون في تبادل الغازات الذي يحدث في جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب.

من المعروف أن الحياة ممكنة بفضل الأكسجين، حيث يمكن أن توجد فقط بعض أنواع البكتيريا اللاهوائية بدونه. وثاني أكسيد الكربون هو منتج "غذائي" ضروري لجميع النباتات التي تمتصه للقيام بعملية التمثيل الضوئي.

من وجهة نظر كيميائية، يعد كل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من المواد المهمة للقيام بتخليق المركبات. الأول هو عامل مؤكسد قوي، والثاني هو في كثير من الأحيان عامل اختزال.

الهالوجينات

هذه مجموعة من المركبات التي تكون الذرات فيها عبارة عن جزيئات من مادة غازية، متصلة في أزواج ببعضها البعض من خلال رابطة تساهمية غير قطبية. ومع ذلك، ليست كل الهالوجينات غازات. البروم سائل في الظروف العادية، واليود مادة صلبة تتسامى بسهولة. الفلور والكلور من المواد السامة التي تشكل خطرا على صحة الكائنات الحية، وهي عوامل مؤكسدة قوية وتستخدم على نطاق واسع جدا في التركيبات.

إذا أخذت حمامًا ساخنًا لفترة طويلة، تصبح مرآة الحمام مغطاة بالبخار. نسيت وعاء الماء الموجود على النافذة، ثم تكتشف أن الماء قد غلي وأن المقلاة قد احترقت. قد تعتقد أن الماء يحب التحول من الغاز إلى السائل، ثم من السائل إلى الغاز. ولكن متى يحدث هذا؟

في مكان جيد التهوية، يتبخر الماء تدريجياً عند أي درجة حرارة. لكنه يغلي فقط في ظل ظروف معينة. تعتمد نقطة الغليان على الضغط فوق السائل. عند الضغط الجوي الطبيعي تكون درجة الغليان 100 درجة. مع الارتفاع، سوف ينخفض ​​الضغط وكذلك نقطة الغليان. في قمة مونت بلانك ستكون درجة الحرارة 85 درجة، ولن تتمكن من إعداد الشاي اللذيذ هناك! ولكن في طنجرة الضغط، عندما تنطلق الصافرة، تكون درجة حرارة الماء 130 درجة بالفعل، ويكون الضغط أعلى بأربع مرات من الضغط الجوي. عند درجة الحرارة هذه، ينضج الطعام بشكل أسرع ولا تتسرب النكهات من الرجل لأن الصمام مغلق.

التغيرات في حالة تجميع المادة مع تغيرات درجة الحرارة.

يمكن لأي سائل أن يتحول إلى الحالة الغازية إذا تم تسخينه بدرجة كافية، وأي غاز يمكن أن يتحول إلى الحالة السائلة إذا تم تبريده. لذلك يتم تخزين البوتان الذي يستخدم في مواقد الغاز وفي البلاد في اسطوانات مغلقة. وهو سائل وتحت الضغط، مثل طنجرة الضغط. وفي الهواء الطلق، عند درجة حرارة أقل بقليل من 0 درجة، يغلي الميثان ويتبخر بسرعة كبيرة. يتم تخزين الميثان المسال في خزانات عملاقة تسمى الخزانات. عند الضغط الجوي الطبيعي، يغلي الميثان عند درجة حرارة 160 درجة تحت الصفر. ولمنع تسرب الغاز أثناء النقل، يتم لمس الخزانات بعناية مثل الترمس.

التغيرات في الحالات التجميعية للمادة مع التغيرات في الضغط.

هناك اعتماد بين الحالة السائلة والغازية للمادة على درجة الحرارة والضغط. نظرًا لأن المادة تكون أكثر تشبعًا في الحالة السائلة منها في الحالة الغازية، فقد تعتقد أنه إذا قمت بزيادة الضغط، فسيتحول الغاز على الفور إلى سائل. ولكن هذا ليس صحيحا. ومع ذلك، إذا بدأت في ضغط الهواء باستخدام مضخة دراجة، فستجد أنه يسخن. يقوم بتجميع الطاقة التي تنقلها إليه بالضغط على المكبس. لا يمكن ضغط الغاز إلى سائل إلا إذا تم تبريده في نفس الوقت. على العكس من ذلك، تحتاج السوائل إلى تلقي الحرارة حتى تتحول إلى غاز. ولهذا السبب فإن تبخر الكحول أو الأثير يزيل الحرارة من الجسم، مما يخلق شعورًا بالبرد على الجلد. يؤدي تبخر مياه البحر تحت تأثير الرياح إلى تبريد سطح الماء، كما يؤدي التعرق إلى تبريد الجسم.

3. الهيدروكربونات

الهيدروكربونات،مركبات عضوية تتكون جزيئاتها من ذرات الكربون والهيدروجين فقط.

أبسط ممثل هو الميثان CH 4. الهيدروكربونات هي المؤسس لجميع المركبات العضوية الأخرى، والتي يمكن الحصول على مجموعة كبيرة ومتنوعة منها عن طريق إدخال مجموعات وظيفية في جزيء الهيدروكربون؛ لذلك، يتم تعريف الكيمياء العضوية غالبًا على أنها كيمياء الهيدروكربونات ومشتقاتها.

يمكن أن تكون الهيدروكربونات، اعتمادًا على وزنها الجزيئي، مواد غازية أو سائلة أو صلبة (لكن بلاستيكية). المركبات التي تحتوي على ما يصل إلى أربع ذرات كربون في الجزيء، في الظروف العادية - الغازات، على سبيل المثال الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والأيزوبيوتان؛ هذه الهيدروكربونات هي جزء من أنواع الوقود الطبيعية والمرتبطة غاز البترول. الهيدروكربونات السائلة هي جزء من النفط والمنتجات البترولية. تحتوي عادةً على ما يصل إلى ستة عشر ذرة كربون. تحتوي بعض أنواع الشمع والبارافين والإسفلت والقار والقطران على هيدروكربونات أثقل؛ وبالتالي، يحتوي البارافين على هيدروكربونات صلبة تحتوي على 16 إلى 30 ذرة كربون.

تنقسم الهيدروكربونات إلى مركبات ذات سلسلة مفتوحة - مركبات أليفاتية أو غير حلقية ذات بنية دائرية مغلقة - حلقية (ليس لها خاصية العطرية) وعطرية (تحتوي جزيئاتها على حلقة بنزين أو شظايا مبنية من حلقات بنزين منصهرة) ). يتم تصنيف الهيدروكربونات العطرية كفئة منفصلة لأنه بسبب وجود نظام مترافق مغلق من روابط H2S، فإن لها خصائص محددة.

يمكن أن تحتوي الهيدروكربونات غير الحلقية على سلسلة غير متفرعة من ذرات الكربون (جزيئات ذات بنية طبيعية) وسلسلة متفرعة (جزيئات ذات بنية متساوية)، اعتمادًا على نوع الروابط بين ذرات الكربون، تنقسم كل من الهيدروكربونات الأليفاتية والحلقية إلى هيدروكربونات مشبعة. ، تحتوي على روابط بسيطة فقط (الألكانات، الألكانات الحلقية)، وغير مشبعة، تحتوي على روابط متعددة مع روابط بسيطة (الألكينات، الألكينات الحلقية، الديينات، الألكينات، الألكينات الحلقية).

ينعكس تصنيف الهيدروكربونات في الرسم البياني (انظر الصفحة 590)، والذي يقدم أيضًا أمثلة على هياكل ممثلي كل فئة من الهيدروكربونات.

لا غنى عن الهيدروكربونات كمصدر للطاقة، لأن الخاصية المشتركة الرئيسية لجميع هذه المركبات هي إطلاق كمية كبيرة من الحرارة أثناء الاحتراق (على سبيل المثال، حرارة احتراق الميثان هي 890 كيلوجول / مول). تستخدم مخاليط الهيدروكربونات كوقود في المحطات الحرارية وبيوت الغلايات (الغاز الطبيعي وزيت الوقود ووقود الغلايات) كوقود لمحركات السيارات والطائرات والمركبات الأخرى (البنزين والكيروسين ووقود الديزل). عندما تحترق الهيدروكربونات بالكامل، يتكون الماء وثاني أكسيد الكربون.

من حيث التفاعلية، تختلف فئات الهيدروكربونات المختلفة اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض: المركبات المشبعة تكون خاملة نسبيًا، وتتميز المركبات غير المشبعة بتفاعلات الإضافة عند روابط متعددة، وتتميز المركبات العطرية بتفاعلات الاستبدال (على سبيل المثال، النترات والسلفنة).

تستخدم الهيدروكربونات كمنتجات أولية ووسيطة في التخليق العضوي. في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية، لا يتم استخدام الهيدروكربونات ذات الأصل الطبيعي فحسب، بل تستخدم أيضًا الهيدروكربونات الاصطناعية. تعتمد طرق الحصول على الأخير على معالجة الغاز الطبيعي (إنتاج واستخدام الغاز الاصطناعي - خليط من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين)، والنفط (التكسير)، والفحم (الهدرجة)، ومؤخرًا الكتلة الحيوية، ولا سيما النفايات الزراعية والخشب. تجهيز وإنتاج الآخرين

3.1 الهيدروكربونات الهامشية. الألكانات CnH3n+2

ملامح التركيب الكيميائي

الخصائص الفيزيائية والكيميائية الأساسية:

غاز CH4 عديم اللون والرائحة، وأخف من الهواء، وغير قابل للذوبان في الماء

С-С4 – الغاز.

C5-C16 - سائل؛

C16 وأكثر – صلبة

أمثلة على الهيدروكربونات المستخدمة في التجميل وتكوينها وخصائصها (البارافين، الفازلين).

في مستحضرات التجميل، تُستخدم الهيدروكربونات لإنشاء فيلم يوفر تأثيرًا انزلاقيًا (على سبيل المثال، في كريمات التدليك) وكمكونات تشكيل البنية للمستحضرات المختلفة.

الهيدروكربونات الغازية

الميثون والإيثان من مكونات الغاز الطبيعي. البروبان والبيوتان (في شكل مسال) هما وقود للنقل.

الهيدروكربونات السائلة

بنزين. سائل شفاف قابل للاشتعال ذو رائحة نموذجية، قابل للذوبان بسهولة في المذيبات العضوية (الكحول والأثير ورابع كلوريد الكربون). يعتبر خليط البنزين والهواء مادة متفجرة قوية. يستخدم البنزين الخاص في بعض الأحيان لإزالة الشحوم وتنظيف الجلد، على سبيل المثال، من بقايا الجص.

زيت الفازلين. هيدروكربون سائل لزج ذو درجة غليان عالية ولزوجة منخفضة. يتم استخدامه في مستحضرات التجميل كزيت للشعر، وزيت للبشرة، ويدخل في الكريمات. زيت البارافين. شفاف، عديم اللون، عديم اللون، عديم الرائحة، سميك، مادة زيتية، لزوجة عالية، غير قابل للذوبان في الماء، غير قابل للذوبان تقريبًا في الإيثانول، قابل للذوبان في الأثير والمذيبات العضوية الأخرى. الهيدروكربونات الصلبة

البارافين. خليط من الهيدروكربونات الصلبة التي يتم الحصول عليها عن طريق تقطير جزء البارافين من الزيت. البارافين عبارة عن كتلة بلورية ذات رائحة معينة وتفاعل محايد. يستخدم البارافين في العلاج الحراري. يبرد البارافين المنصهر، الذي يتمتع بقدرة حرارية عالية، ببطء، ويطلق الحرارة تدريجيًا، ويحافظ على ارتفاع درجة حرارة الجسم بشكل موحد لفترة طويلة. عندما يبرد، ينتقل البارافين من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، ويتناقص حجمه، ويضغط على الأنسجة الأساسية. عن طريق منع احتقان الأوعية السطحية، يزيد البارافين المنصهر من درجة حرارة الأنسجة ويزيد بشكل حاد من التعرق. مؤشرات العلاج بالبارافين هي الزهم في جلد الوجه، حب الشباب، وخاصة حب الشباب المتصلب، والأكزيما المزمنة المتسللة. يُنصح بوصف تنظيف الوجه بعد قناع البارافين.

سيريسين. خليط من الهيدروكربونات يتم الحصول عليه عن طريق معالجة الأوزوكريت. يتم استخدامه في مستحضرات التجميل كمكثف، حيث يمتزج فحم الكوك جيدًا مع الدهون.

الفازلين - خليط من الهيدروكربونات. وهو قاعدة جيدة للمراهم، ولا يتحلل من المواد الطبية التي تدخل في تركيبها، ويتم خلطه مع الزيوت والدهون بأي كميات كانت. لا يتم تصبن جميع الهيدروكربونات ولا يمكنها اختراق الجلد مباشرة، لذلك يتم استخدامها في مستحضرات التجميل كواقي للأسطح. جميع الهيدروكربونات السائلة وشبه الصلبة والصلبة لا تزنخ (لا تتأثر بالكائنات الحية الدقيقة).

تسمى الهيدروكربونات غير الحلقية. وهي تتناقض مع الهيدروكربونات الحلقية (التي تحتوي على حلقة بنزين في الجزيء) والتي يتم الحصول عليها أثناء تقطير قطران الفحم - البنزين (المذيب) والنفثالين ، والذي كان يستخدم سابقًا كطارد للعثة والأنثراسين ومواد أخرى.

3.2 الهيدروكربونات غير المشبعة

الألكينات (هيدروكربونات الإيثيلين) هي هيدروكربونات غير مشبعة، تحتوي جزيئاتها على رابطة مزدوجة واحدة.

ملامح التركيب الكيميائي

مع 2H4 الإيثيلين هو غاز عديم اللون ذو رائحة حلوة ضعيفة، أخف من الهواء، قابل للذوبان قليلا في الماء.

مبادئ تسمية الهيدروكربونات:

الهيدروكربونات التي تحتوي على رابطة مزدوجة تنتهي بـ –ene.

الإيثان C 2 H 6  الإيثين C 2 H 4

3.3 الهيدروكربونات الحلقية والعطرية، مبادئ التركيب الكيميائي، أمثلة

الأرينات (الهيدروكربونات العطرية)، التي تحتوي جزيئاتها على هياكل دورية مستقرة - حلقات البنزين، ذات طبيعة خاصة من الروابط.

لا توجد روابط مفردة (C - O وثنائية (C = C) في جزيء البنزين. جميع الروابط متكافئة، وأطوالها متساوية. هذا نوع خاص من الروابط - اقتران p دائري.

التهجين - ;s p 2 زاوية السندات -120°

تشكل ستة روابط غير هجينة نظام إلكترون  واحد (حلقة عطرية)، والذي يقع بشكل عمودي على مستوى حلقة البنزين.

الخواص الكيميائية:

يحتل البنزين موقعا وسطا بين الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة، لأنه يدخل في تفاعل الاستبدال (سهل) وتفاعل الإضافة (صعب).

أزولين.هذا عبارة عن هيدروكربون دوري يتم الحصول عليه صناعيًا (يتم الحصول على التناظرية الطبيعية للكامازولين من زهور البابونج واليارو). يتمتع الآزولين بخصائص مضادة للحساسية ومضادة للالتهابات، ويخفف من تشنجات العضلات الملساء، ويسرع عمليات تجديد الأنسجة وشفاءها، ويستخدم في مستحضرات التجميل بشكل مركز (سائل أزرق غامق) وعلى شكل محلول 25% في مستحضرات الأطفال. الكريمات ومعجون الأسنان ومنتجات الديكور، وكذلك في الراتنجات لإزالة الشعر الميكانيكي الحيوي.

4. الكحول

4.1 التعريف

الكحولات هي مركبات عضوية يتم فيها استبدال ذرة هيدروجين (H) بمجموعة هيدروكسيل (OH).

4.2 المجموعات الوظيفية. تصنيف الكحولات إلى كحولات أحادية ومتعددة الهيدرات، أمثلة. قواعد تسمية الكحولات

من خلال عدد مجموعات OH يتم التمييز بين الكحولات الأحادية والمتعددة الهيدرات.

اعتمادا على موقع مجموعة OH، يتم تقسيم الكحول إلى الابتدائي والثانوي والثالث. وعلى عكس هيدروكربونات البارافين، فإن درجة غليانها مرتفعة نسبيًا. جميع الكحوليات متعددة الهيدرات لها طعم حلو.

الكحوليات قصيرة السلسلة محبة للماء، أي. تخلط مع الماء وتذوب المواد المحبة للماء جيداً، والكحولات الأحادية الهيدريك ذات السلاسل الطويلة تكون غير قابلة للذوبان في الماء تقريباً أو كلياً، أي. نافرة من الماء.

الكحولات ذات الكتل الجزيئية الكبيرة (الكحولات الدهنية) تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة (على سبيل المثال، ميريستيل أو كحول سيتيل). ويسمى الكحول الذي يحتوي على أكثر من 24 ذرة كربون بالكحول الشمعي.

مع زيادة عدد مجموعات الهيدروكسيل، يزداد الطعم الحلو وقابلية ذوبان الكحول في الماء. ولذلك فإن الجلسرين (3-كحول مائي)، الشبيه بالزيت، يذوب جيدًا في الماء. يستخدم السوربيتول الكحولي ذو 6 ذرات كبديل للسكر لمرضى السكري.

4.3 الخواص الكيميائية والفيزيائية الأساسية للكحوليات واستخدامها في التجميل (الميثانول والإيثانول والأيزوبروبانول والجليسرين)

كحولات أحادية الهيدريك

الميثانول (كحول الميثيل وكحول الخشب) هو سائل صافٍ عديم اللون، ويمكن مزجه بسهولة مع الماء والكحول والأثير. لا تستخدم هذه المادة شديدة السمية في مستحضرات التجميل.

الإيثانول (الكحول الإيثيلي، كحول النبيذ، كحول الطعام) هو سائل شفاف، عديم اللون، متطاير، يمكن مزجه مع الماء والمذيبات العضوية، وهو أقل سمية بكثير من الميثانول، ويستخدم على نطاق واسع في الطب ومستحضرات التجميل كمذيب للمواد النشطة بيولوجيا (الزيوت الأساسية، الراتنجات، اليود، الخ). يتم إنتاج الإيثانول عن طريق تخمير المواد التي تحتوي على السكر والنشا. تحدث عملية التخمير بسبب إنزيمات الخميرة. بعد التخمير، يتم عزل الكحول عن طريق التقطير. ثم يتم التطهير من المواد والشوائب غير المرغوب فيها (التصحيح). يتم توفير الإيثانول للصيدليات بشكل رئيسي عند درجة حرارة 96 درجة. تحتوي مخاليط أخرى من الإيثانول والماء على 90، 80، 70، 40٪ كحول. يُطلق على الكحول النقي تقريبًا (مع شوائب قليلة جدًا من الماء) اسم الكحول المطلق.

اعتمادا على الغرض من استخدام الكحول، يتم نكهة مع إضافات مختلفة (الزيوت الأساسية، الكافور). يعزز الإيثانول توسع الشعيرات الدموية تحت الجلد وله تأثير مطهر.

يمكن أن يحتوي ماء تواليت الوجه على نسبة من 0 إلى 30% كحول، وغسول للشعر - حوالي 50%، وكولونيا - 70% على الأقل. يحتوي ماء اللافندر على حوالي 3% من الزيت العطري. تحتوي العطور على 12 إلى 20٪ زيوت أساسية ومثبتات وكولونيا - حوالي 9٪ زيوت أساسية وقليل من المثبت. الأيزوبروبانول (كحول الأيزوبروبيل) هو بديل كامل وغير مكلف للإيثانول وينتمي إلى الكحوليات الثانوية. حتى كحول الأيزوبروبيل المنقى له رائحة مميزة لا يمكن التخلص منها. خصائص التطهير وإزالة الشحوم للأيزوبروبانول أقوى من خصائص الكحول الإيثيلي. يتم استخدامه خارجيًا فقط، كجزء من ماء تواليت للشعر، وفي المثبتات، وما إلى ذلك. لا ينبغي أن تحتوي الفودكا على الأيزوبروبانول، ويسمح بكمية صغيرة منه في صبغة الكحول من إبر الصنوبر (مركز الصنوبر).

كحولات متعددة الهيدرات

للكحولات الثنائية الهيدروكسيل نهاية قياسية لاسمها - الجليكول. في مستحضرات التجميل، يتم استخدام البروبيلين جليكول، ذو السمية المنخفضة، كمذيب ومرطب. تُسمى الكحولات الثنائية الهيدروكسية، أو الجليكولات، بالثنائيات وفقًا للتسمية البديلة. يستخدم الكحول ثلاثي الهيدريك - الجلسرين - على نطاق واسع في الطب والمستحضرات الصيدلانية. يشبه قوام الجلسرين الشراب، عديم الرائحة تقريبًا، استرطابي، له طعم حلو، قابل للذوبان في جميع المواد الأخرى التي تحتوي على مجموعة OH، غير قابل للذوبان في الأثير والبنزين والكلوروفورم والزيوت الدهنية والزيوت الأساسية. 86- يتم توفير 88% جلسرين ومجفف 98% جلسرين للتجارة. في شكل مخفف، يتم تضمين الجلسرين في كريمات البشرة، وماء تواليت الوجه، ومعاجين الأسنان، وصابون الحلاقة، وهلام اليد. يتم تخفيفه بنسب مناسبة، فهو ينعم البشرة، ويجعلها مرنة، ويحل محل عامل الرطوبة الطبيعي للبشرة. ولا يستخدم بشكله النقي في مستحضرات العناية بالبشرة لأنه يجففها. وصحة الإنسان العضوية كيمياءأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، أحد المنظمين... لعدة مجالات عضوي كيمياء - كيمياءمركبات الحلقية, كيمياءدورات غير متجانسة, عضويالحفز, كيمياءالبروتين والأحماض الأمينية. ...

آثار رابطة الأيونات في عضوي كيمياء

الملخص >> الكيمياء

الاتجاه الكيميائي المجسم للعملية. في عضوي كيمياءنشأ الاهتمام بأزواج الأيونات... أبرز الإنجازات الفيزيائية عضوي كيمياء. دراسات التفاعلات في... مفهوم الأزواج الأيونية في عضوي كيمياءشهدت تغييرات كبيرة. كان...

أنظمة أحادية الطور تتكون من مكونين أو أكثر. وفقا لحالة التجميع، يمكن أن تكون المحاليل صلبة أو سائلة أو غازية. إذن، الهواء عبارة عن محلول غازي، وهو خليط متجانس من الغازات؛ فودكا- المحلول السائل، خليط من عدة مواد تشكل مرحلة سائلة واحدة؛ مياه البحر- محلول سائل، خليط من المواد الصلبة (الملح) والسائلة (الماء) التي تشكل مرحلة سائلة واحدة؛ نحاس- المحلول الصلب، خليط من مادتين صلبتين (النحاس والزنك) يشكلان مرحلة صلبة واحدة. وخليط البنزين والماء لا يعتبر حلا لأن هذه السوائل لا تذوب في بعضها البعض، وتبقى على شكل اثنين المراحل السائلةمع الواجهة. تحتفظ مكونات المحاليل بخصائصها الفريدة ولا تدخل في تفاعلات كيميائية مع بعضها البعض لتكوين مركبات جديدة. وهكذا، عند خلط حجمين من الهيدروجين مع حجم واحد من الأكسجين، يتم الحصول على محلول غازي. وإذا اشتعل خليط الغاز هذا، تتشكل مادة جديدة- الماء، وهو في حد ذاته ليس حلا. المكون موجود في الحل أكثر، وعادة ما يسمى المذيب، والمكونات المتبقية- المواد الذائبة.

ومع ذلك، في بعض الأحيان يكون من الصعب رسم الخط الفاصل بين الخلط الفيزيائي للمواد وتفاعلها الكيميائي. على سبيل المثال، عند خلط غاز كلوريد الهيدروجين HCl مع الماء

ماء تتشكل أيونات H 3O+ وCl - . فهي تجذب جزيئات الماء المجاورة إليها، وتشكل الهيدرات. وبالتالي، فإن مكونات البداية هي حمض الهيدروكلوريك وH 2 س - تخضع لتغيرات كبيرة بعد الخلط . ومع ذلك، يعتبر التأين والترطيب (في الحالة العامة، الإذابة) بمثابة عمليات فيزيائية تحدث أثناء تكوين المحاليل.

ومن أهم أنواع المخاليط التي تمثل مرحلة متجانسة هي المحاليل الغروية: المواد الهلامية، والسولات، والمستحلبات، والأيروسولات. حجم الجسيمات في المحاليل الغروية هو 1-1000 نانومتر، في المحاليل الحقيقية

~ 0.1 نانومتر (حسب الحجم الجزيئي).مفاهيم أساسية. مادتان تذوبان في بعضهما البعض بأي نسب لتكوين محاليل حقيقية تسمى قابلة للذوبان بشكل متبادل تمامًا. هذه المواد كلها غازات، والعديد من السوائل (على سبيل المثال، الكحول الإيثيلي- ماء، جليسرين - ماء، بنزين - البنزين)، وبعض المواد الصلبة (مثل الفضة - الذهب). للحصول على المحاليل الصلبة يجب أولاً إذابة المواد الأولية ثم مزجها وتركها حتى تتجمد. عندما تكون قابلة للذوبان بشكل متبادل تماما، يتم تشكيل مرحلة صلبة واحدة؛ إذا كانت القابلية للذوبان جزئية، فسيتم الاحتفاظ ببلورات صغيرة من أحد المكونات الأصلية في المادة الصلبة الناتجة.

إذا كان مكونان يشكلان طورًا واحدًا عند خلطهما بنسب معينة فقط، وفي حالات أخرى تظهر مرحلتان، فيُطلق عليهما قابلية الذوبان المتبادل جزئيًا. هذه، على سبيل المثال، الماء والبنزين: يتم الحصول على الحلول الحقيقية منها فقط عن طريق إضافة كمية صغيرة من الماء إلى حجم كبير من البنزين أو كمية صغيرة من البنزين إلى حجم كبير من الماء. إذا قمت بخلط كميات متساوية من الماء والبنزين، يتكون نظام سائل ثنائي الطور. الطبقة السفلية عبارة عن ماء مع كمية صغيرة من البنزين، والطبقة العليا

- البنزين مع كمية قليلة من الماء . كما أن هناك مواد معروفة لا تذوب في بعضها البعض إطلاقاً، مثل الماء والزئبق. إذا كانت مادتان قابلتان للذوبان بشكل متبادل جزئيًا فقط، فعند درجة حرارة وضغط معينين يكون هناك حد لكمية مادة واحدة يمكن أن تشكل محلولًا حقيقيًا مع الأخرى في ظل ظروف التوازن. يسمى المحلول الذي يحتوي على أقصى تركيز من المذاب مشبعًا. يمكنك أيضًا تحضير ما يسمى بالمحلول الفائق التشبع، حيث يكون تركيز المادة المذابة أكبر من تركيز المادة المشبعة. ومع ذلك، فإن المحاليل المفرطة التشبع غير مستقرة، ومع أدنى تغيير في الظروف، على سبيل المثال، مع التحريك، أو دخول جزيئات الغبار، أو إضافة بلورات المذاب، يترسب المذاب الزائد.

يبدأ أي سائل بالغليان عند درجة الحرارة التي يصل عندها ضغط البخار المشبع إلى الضغط الخارجي. على سبيل المثال، الماء تحت ضغط 101.3 كيلو باسكال يغلي عند 100

° C لأنه عند درجة الحرارة هذه يكون ضغط بخار الماء 101.3 كيلو باسكال بالضبط. إذا قمت بإذابة مادة غير متطايرة في الماء، فإن ضغط بخارها سينخفض. لجلب ضغط بخار المحلول الناتج إلى 101.3 كيلو باسكال، تحتاج إلى تسخين المحلول فوق 100° ج- يترتب على ذلك أن درجة غليان المحلول تكون دائما أعلى من درجة غليان المذيب النقي. يتم شرح الانخفاض في نقطة تجمد المحاليل بطريقة مماثلة.قانون راؤول. في عام 1887، قام الفيزيائي الفرنسي ف. راولت، أثناء دراسة محاليل مختلف السوائل والمواد الصلبة غير المتطايرة، بوضع قانون يتعلق بانخفاض ضغط البخار على المحاليل المخففة من غير الإلكتروليتات مع التركيز: الانخفاض النسبي في ضغط البخار المشبع لل المذيب الموجود فوق المحلول يساوي الجزء المولي من المادة المذابة. ينص قانون راولت على أن الزيادة في نقطة الغليان أو النقصان في نقطة التجمد للمحلول المخفف مقارنة بالمذيب النقي يتناسب مع التركيز المولي (أو الكسر المولي) للمذاب ويمكن استخدامه لتحديد وزنه الجزيئي.

الحل الذي يطيع سلوكه قانون راؤول يسمى الحل المثالي. محاليل الغازات والسوائل غير القطبية (التي لا تغير جزيئاتها اتجاهها في مجال كهربائي) هي الأقرب إلى المثالية. وفي هذه الحالة تكون حرارة المحلول صفراً، ويمكن التنبؤ بخواص المحاليل مباشرة من خلال معرفة خواص المكونات الأصلية والنسب التي تم خلطها بها. للحصول على حلول حقيقية لا يمكن إجراء مثل هذا التنبؤ. عندما تتشكل المحاليل الحقيقية، عادة ما يتم إطلاق الحرارة أو امتصاصها. تسمى العمليات التي يتم فيها إطلاق الحرارة طاردة للحرارة، وتسمى العمليات التي تحتوي على امتصاص ماصة للحرارة.

تسمى خصائص المحلول التي تعتمد بشكل أساسي على تركيزه (عدد جزيئات المذاب لكل وحدة حجم أو كتلة المذيب)، وليس على طبيعة المذاب

جماعية . على سبيل المثال، درجة غليان الماء النقي عند الضغط الجوي العادي هي 100° C، ونقطة غليان المحلول الذي يحتوي على 1 مول من المادة المذابة (غير المنفصلة) في 1000 جم من الماء هي بالفعل 100.52° جـ بغض النظر عن طبيعة هذه المادة. إذا تفككت المادة مكونة أيونات، فإن درجة الغليان تزداد بما يتناسب مع الزيادة في العدد الإجمالي لجزيئات المذاب، والتي، بسبب التفكك، تتجاوز عدد جزيئات المادة المضافة إلى المحلول. الكميات التجميعية المهمة الأخرى هي نقطة تجمد المحلول، والضغط الأسموزي، والضغط الجزئي لبخار المذيب.تركيز الحل هي الكمية التي تعكس النسب بين المذاب والمذيب. تشير المفاهيم النوعية مثل "المخفف" و"المركز" فقط إلى أن المحلول يحتوي على القليل أو الكثير من المذاب. لقياس تركيز المحاليل، غالبًا ما تستخدم النسب المئوية (الكتلة أو الحجم)، وفي الأدبيات العلمية - عدد المولات أو المعادلات الكيميائية (سم . الكتلة المكافئة)المذاب لكل وحدة كتلة أو حجم المذيب أو المحلول. لتجنب الارتباك، ينبغي دائمًا تحديد وحدات التركيز بدقة. النظر في المثال التالي. محلول يتكون من 90 جم من الماء (حجمه 90 مل، لأن كثافة الماء 1 جم/مل) و10 جم من الكحول الإيثيلي (حجمه 12.6 مل، لأن كثافة الكحول 0.794 جم/مل) لديه كتلة 100 جم ، لكن حجم هذا المحلول هو 101.6 مل (وسيكون مساوياً 102.6 مل إذا تمت إضافة أحجامهما ببساطة عند خلط الماء والكحول). يمكن حساب النسبة المئوية لتركيز المحلول بطرق مختلفة:أو

أو

تعتمد وحدات التركيز المستخدمة في الأدبيات العلمية على مفاهيم مثل المول والمكافئ، حيث أن جميع الحسابات الكيميائية ومعادلات التفاعلات الكيميائية يجب أن تعتمد على حقيقة تفاعل المواد مع بعضها البعض بنسب معينة. على سبيل المثال، 1 مكافئ. يتفاعل كلوريد الصوديوم الذي يساوي 58.5 جم مع 1 مكافئ. AgNO 3 يساوي 170 جم ومن الواضح أن المحاليل التي تحتوي على 1 مكافئ. هذه المواد لها تركيزات مئوية مختلفة تماما.المولارية (M أو mol/l) - عدد مولات المواد الذائبة الموجودة في 1 لتر من المحلول.المولالية (م) - عدد مولات المذاب الموجودة في 1000 جم من المذيب.الحياة الطبيعية (ن.) - عدد المعادلات الكيميائية للمادة المذابة الموجودة في 1 لتر من المحلول.الكسر المولي (كمية بلا أبعاد) - عدد مولات مكون معين مقسومًا على الرقم الإجماليمولات المذاب والمذيب. (الخلد في المئة - الكسر المولي مضروبًا في 100.)

الوحدة الأكثر شيوعًا هي المولارية، ولكن هناك بعض الغموض الذي يجب مراعاته عند حسابها. على سبيل المثال، للحصول على محلول 1M من مادة معينة، يتم إذابة جزء وزن دقيق منه يساوي مول في كمية صغيرة معروفة من الماء. الكتلة بالجرام ، وبذلك يصل حجم المحلول إلى 1 لتر. قد تختلف كمية الماء المطلوبة لتحضير هذا المحلول قليلاً حسب درجة الحرارة والضغط. لذلك، فإن المحاليل ذات المولي الواحد التي تم تحضيرها تحت ظروف مختلفة لا تحتوي في الواقع على نفس التركيزات تمامًا. يتم حساب المولالية على أساس كتلة معينة من المذيب (1000 جم)، والتي لا تعتمد على درجة الحرارة والضغط. في الممارسة المخبرية، يكون قياس أحجام معينة من السوائل أكثر ملاءمة بكثير (لهذا توجد السحاحات والماصات والقوارير الحجمية) بدلاً من وزنها، لذلك، في الأدبيات العلمية، غالبًا ما يتم التعبير عن التركيزات بالشامات، ويتم التعبير عن المولالية تستخدم عادة فقط لقياسات دقيقة بشكل خاص.

يتم استخدام الحالة الطبيعية لتبسيط الحسابات. وكما قلنا من قبل، فإن المواد تتفاعل مع بعضها البعض بكميات تتوافق مع معادلاتها. من خلال تحضير محاليل لمواد مختلفة لها نفس الحالة الطبيعية وأخذ أحجام متساوية، يمكننا التأكد من أنها تحتوي على نفس العدد من المعادلات.

في الحالات التي يكون فيها من الصعب (أو غير الضروري) التمييز بين المذيب والمذاب، يتم قياس التركيز بالكسور المولية. الكسور المولية، مثل المولالية، لا تعتمد على درجة الحرارة والضغط.

بمعرفة كثافات المذاب والمحلول، يمكن تحويل تركيز إلى آخر: المولارية إلى المولالية، والكسر المولي، والعكس. بالنسبة للحلول المخففة لمذاب ومذيب معين، فإن هذه الكميات الثلاث تتناسب مع بعضها البعض.

الذوبان لمادة معينة هي قدرتها على تكوين محاليل مع مواد أخرى. الذوبان الكمي للغاز أو السائل أو صلبتقاس بتركيز محلولها المشبع عند درجة حرارة معينة. هذا خاصية مهمةالمادة، مما يساعد على فهم طبيعتها، وكذلك التأثير على مسار التفاعلات التي تدخل فيها هذه المادة.غازات. وفي حالة عدم وجود تفاعل كيميائي، تمتزج الغازات مع بعضها البعض بأي نسب، وفي هذه الحالة لا فائدة من الحديث عن التشبع. ومع ذلك، عندما يذوب الغاز في السائل، يكون هناك تركيز محدد معين، اعتمادًا على الضغط ودرجة الحرارة. ترتبط ذوبان الغازات في بعض السوائل بقدرتها على التسييل. من أكثر الغازات سهولة في التسييل مثل NH 3، حمض الهيدروكلوريك، SO 2 ، أكثر قابلية للذوبان من الغازات التي يصعب تسييلها، مثل O 2 ، ح 2 وهو. إذا كان هناك تفاعل كيميائي بين المذيب والغاز (على سبيل المثال، بين الماء وNH4). 3 أو حمض الهيدروكلوريك) يزيد من الذوبان. تختلف قابلية ذوبان غاز معين باختلاف طبيعة المذيب، لكن الترتيب الذي يتم به ترتيب الغازات وفقًا لزيادة قابلية الذوبان يظل هو نفسه تقريبًا بالنسبة للمذيبات المختلفة.

تخضع عملية الذوبان لمبدأ لو شاتيليه (1884): إذا كان النظام في حالة توازن يخضع لأي تأثير، فنتيجة للعمليات التي تحدث فيه، سوف يتحول التوازن في الاتجاه الذي سينخفض ​​فيه التأثير. عادة ما يكون انحلال الغازات في السوائل مصحوبًا بإطلاق الحرارة. وفي الوقت نفسه، وفقا لمبدأ لو شاتيليه، تنخفض قابلية ذوبان الغازات. يكون هذا الانخفاض أكثر وضوحًا كلما ارتفعت قابلية ذوبان الغازات: مثل هذه الغازات لها أيضًا

حرارة أكبر للمحلول . يرجع الطعم "الناعم" للماء المغلي أو المقطر إلى عدم وجود الهواء فيه، حيث أن ذوبانه في درجات الحرارة المرتفعة منخفض جدًا.

مع زيادة الضغط، تزداد ذوبان الغازات. وفقا لقانون هنري (1803)، فإن كتلة الغاز الذي يمكن أن يذوب في حجم معين من السائل عند درجة حرارة ثابتة تتناسب مع ضغطه. تستخدم هذه الخاصية لصنع المشروبات الغازية. ثاني أكسيد الكربونتذوب في السائل عند ضغط 3-4 أجهزة الصراف الآلي. في ظل هذه الظروف، يمكن أن يذوب 3-4 مرات أكثر من الغاز (من حيث الكتلة) في حجم معين مقارنة بـ 1 ATM. عند فتح وعاء به مثل هذا السائل، ينخفض ​​الضغط فيه، وينطلق جزء من الغاز المذاب على شكل فقاعات. ويلاحظ تأثير مماثل عند فتح زجاجة من الشمبانيا أو الخروج إلى السطح المياه الجوفيةمشبعة على أعماق كبيرة بثاني أكسيد الكربون.

عند إذابة خليط من الغازات في سائل واحد فإن ذوبان كل واحد منهم يبقى كما هو في حالة عدم وجود مكونات أخرى عند نفس الضغط كما في حالة الخليط (قانون دالتون).

السوائل. يتم تحديد الذوبان المتبادل لسائلين من خلال مدى تشابه بنية جزيئاتهما ("المثل يذوب في المثل"). تتميز السوائل غير القطبية، مثل الهيدروكربونات، بتفاعلات ضعيفة بين الجزيئات، بحيث تخترق جزيئات سائل ما بسهولة بين جزيئات سائل آخر، أي. تمتزج السوائل جيدًا. وفي المقابل، فإن السوائل القطبية وغير القطبية، مثل الماء والهيدروكربونات، لا تمتزج جيدًا مع بعضها البعض. ويجب على كل جزيء ماء أن يهرب أولا من بيئة الجزيئات الأخرى المشابهة التي تجذبه بقوة إلى نفسه، ويتغلغل بين جزيئات الهيدروكربون التي تجذبه بشكل ضعيف. وعلى العكس من ذلك، فإن جزيئات الهيدروكربون، لكي تذوب في الماء، يجب أن تنضغط بين جزيئات الماء، متغلبة على تجاذبها المتبادل القوي، وهذا يتطلب طاقة. مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات، وتضعف التفاعلات بين الجزيئات، وتزداد قابلية ذوبان الماء والهيدروكربونات. مع زيادة كبيرة في درجة الحرارة، يمكن تحقيق ذوبانها المتبادل الكامل. وتسمى درجة الحرارة هذه درجة حرارة المحلول الحرجة العليا (UCST).

في بعض الحالات، تزداد الذوبان المتبادل لسائلين قابلين للامتزاج جزئيًا مع انخفاض درجة الحرارة. يحدث هذا التأثير عندما يتم توليد الحرارة أثناء الخلط، عادة نتيجة لذلك تفاعل كيميائي. مع انخفاض كبير في درجة الحرارة، ولكن ليس أقل من نقطة التجمد، يمكن الوصول إلى درجة حرارة المحلول الحرجة الأدنى (LCST). يمكن الافتراض أن جميع الأنظمة التي تحتوي على LCTE تحتوي أيضًا على HCTE (العكس ليس ضروريًا). ومع ذلك، في معظم الحالات، يغلي أحد سوائل الخلط عند درجة حرارة أقل من HTST. يحتوي نظام الماء النيكوتين على LCTR يبلغ 61

° C، وVCTR هو 208° ج. في النطاق 61-208° ج، هذه السوائل لها ذوبان محدود، وخارج هذا النطاق لها ذوبان متبادل كامل.المواد الصلبة. تظهر جميع المواد الصلبة قابلية ذوبان محدودة في السوائل. محاليلها المشبعة لها درجة حرارة معينة تكوين معينوالتي تعتمد على طبيعة المذاب والمذيب. وهكذا فإن قابلية ذوبان كلوريد الصوديوم في الماء أعلى بملايين المرات من ذوبان النفثالين في الماء، وعندما تذوب في البنزين تتم ملاحظة الصورة المعاكسة. يوضح هذا المثال قاعدة عامة، والتي بموجبها تذوب المادة الصلبة بسهولة في سائل له خواص كيميائية وفيزيائية مماثلة، ولكنها لا تذوب في سائل له خصائص معاكسة.

عادة ما تكون الأملاح قابلة للذوبان بسهولة في الماء وأقل قابلية للذوبان في المذيبات القطبية الأخرى، مثل الكحول والأمونيا السائلة. ومع ذلك، فإن قابلية ذوبان الأملاح تختلف أيضًا بشكل كبير: على سبيل المثال، نترات الأمونيوم أكثر قابلية للذوبان في الماء بملايين المرات من كلوريد الفضة.

عادة ما يكون انحلال المواد الصلبة في السوائل مصحوبًا بامتصاص الحرارة، ووفقًا لمبدأ لو شاتيليه، يجب أن تزداد قابلية ذوبانها مع التسخين. يمكن استخدام هذا التأثير لتنقية المواد عن طريق إعادة البلورة. وللقيام بذلك يتم إذابتها عند درجة حرارة عالية حتى يتم الحصول على محلول مشبع، ثم يتم تبريد المحلول وبعد ترسيب المادة المذابة يتم تصفيته. هناك مواد (على سبيل المثال، هيدروكسيد الكالسيوم والكبريتات والأسيتات)، والتي تقل ذوبانها في الماء مع زيادة درجة الحرارة.

يمكن للمواد الصلبة، مثل السوائل، أن تذوب تمامًا في بعضها البعض، لتشكل خليطًا متجانسًا - محلول صلب حقيقي، يشبه المحلول السائل. تشكل المواد القابلة للذوبان جزئيًا في بعضها البعض محلولين صلبين مترافقين متوازنين، تتغير تركيبتهما مع درجة الحرارة.

معامل التوزيع. إذا أضيف محلول مادة إلى نظام توازن مكون من سائلين غير قابلين للامتزاج أو امتزاج جزئي، فإنه يتوزع بين السوائل بنسبة معينة، مستقلة عن الكمية الإجمالية للمادة، في حالة عدم وجود تفاعلات كيميائية في النظام . وتسمى هذه القاعدة بقانون التوزيع، وتسمى نسبة تراكيز المادة الذائبة في السوائل بمعامل التوزيع. معامل التوزيع يساوي تقريبًا نسبة ذوبان مادة معينة في سائلين، أي. وتتوزع المادة بين السوائل حسب ذوبانها. تستخدم هذه الخاصية لاستخلاص مادة معينة من محلولها في مذيب واحد باستخدام مذيب آخر. مثال آخر لتطبيقه هو عملية استخراج الفضة من الخامات، والتي غالبًا ما يتم تضمينها مع الرصاص. وللقيام بذلك، يضاف الزنك إلى الخام المنصهر الذي لا يختلط بالرصاص. يتم توزيع الفضة بين الرصاص المنصهر والزنك، وخاصة في الطبقة العليا من الأخير. يتم جمع هذه الطبقة وفصل الفضة عن طريق تقطير الزنك.حاصل الإذابة (إلخ ). بين المادة الصلبة الزائدة (الراسبة).م سب ذ وينشئ محلوله المشبع توازنًا ديناميكيًا موصوفًا في المعادلةثابت التوازن لهذا التفاعل هوويسمى منتج الذوبان. وهي ثابتة عند درجة حرارة وضغط معينين وهي القيمة التي يتم على أساسها حساب وتغيير قابلية ذوبان الراسب. إذا تمت إضافة مركب إلى المحلول الذي ينفصل إلى أيونات تحمل نفس اسم أيونات ملح قليل الذوبان، فوفقًا للتعبير عن PR، تنخفض قابلية ذوبان الملح. عند إضافة مركب يتفاعل مع أحد الأيونات فإنه على العكس من ذلك سيزداد.في بعض خواص محاليل المركبات الأيونية أنظر أيضاالشوارد. الأدبشاخبارونوف م. مقدمة للنظرية الجزيئية للحلول . م، 1956
ريمي آي. دورة الكيمياء غير العضوية ، المجلد. 1-2. م، 1963، 1966