Oldódás – az anyagok vízben való oldhatósága. Vizes oldatok

13.1. Az anyagok oldhatósága vízben

Az oldat két vagy több anyagból álló homogén rendszer, amelynek tartalma bizonyos határok között változtatható a homogenitás megzavarása nélkül.

Víz megoldásokból állnak víz(oldószer) és oldott anyag. A vizes oldatban lévő anyagok állapotát szükség esetén alsó index (p) jelzi, például KNO 3 oldatban - KNO 3 (p).

A kis mennyiségű oldott anyagot tartalmazó oldatokat gyakran nevezik hígítottés magas oldottanyag tartalmú oldatok - sűrített. Olyan megoldást nevezünk, amelyben egy anyag további oldódása lehetséges telítetlen olyan oldat, amelyben egy anyag megszűnik oldódni, amikor adott feltételeket, – telített. Ez utóbbi oldat mindig érintkezésben van (heterogén egyensúlyban) fel nem oldott anyaggal (egy vagy több kristállyal).

IN speciális feltételek, például amikor óvatosan (keverés nélkül) lehűtjük egy forró telítetlen oldatot szilárd keletkező anyagok túltelített megoldás. Amikor egy anyag kristályát bevezetjük, az ilyen oldatot telített oldatra és az anyag csapadékára osztjuk.

Szerint oldatok kémiai elmélete D. I. Mengyelejev, egy anyag vízben való feloldódását először is kíséri megsemmisítéskémiai kötések molekulák között (kovalens anyagokban intermolekuláris kötések) vagy ionok között (ionos anyagokban), és így az anyag részecskéi vízzel keverednek (amiben a molekulák közötti hidrogénkötések egy része is megsemmisül). A kémiai kötések felszakadása a vízmolekulák mozgásának hőenergiája miatt következik be, és ez történik költség energia hő formájában.

Másodszor, miután a vízbe kerül, az anyag részecskéi (molekulái vagy ionjai) hatásnak vannak kitéve hidratáció. Ennek eredményeként hidratálja– bizonytalan összetételű vegyületek az anyag részecskéi és a vízmolekulák között (maguk az anyag részecskéinek belső összetétele nem változik feloldódáskor). Ezt a folyamatot kísérik kiemelése energia hő formájában a hidrátokban képződő új kémiai kötések miatt.

Általában a megoldás vagy lehűl(ha a hőfogyasztás meghaladja a kibocsátását), vagy felmelegszik (egyébként); esetenként - ha a hőbevitel és annak leadása egyenlő - az oldat hőmérséklete változatlan marad.

Sok hidrát olyan stabilnak bizonyul, hogy még akkor sem esik össze, ha az oldat teljesen elpárolog. Így ismertek a CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, KAl(SO 4) 2 12H 2 O stb. sók szilárd kristályos hidrátjai.

Egy anyag tartalma telített oldatban at T= const mennyiségileg jellemzi oldhatóság ennek az anyagnak. Az oldhatóságot általában az oldott anyag 100 g vízre vonatkoztatott tömegében fejezik ki, például 65,2 g KBr/100 g H 2 O 20 °C-on. Ezért, ha 70 g szilárd kálium-bromidot adunk 100 g 20 °C-os vízhez, akkor 65,2 g só válik oldatba (ami telített lesz), és 4,8 g szilárd KBr (felesleg) marad a vízben. az üveg alja.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az oldott anyag tartalom gazdag megoldás egyenlő, V telítetlen megoldás kevesebbés be túltelített megoldás több oldhatósága adott hőmérsékleten. Így 100 g vízből és nátrium-szulfát Na 2 SO 4-ből (oldékonyság 19,2 g/100 g H 2 O) 20 °C-on készített oldat, amely tartalmaz

15,7 g só – telítetlen;

19,2 g só – telített;

2O.3 g só – túltelített.

A szilárd anyagok oldhatósága (14. táblázat) általában nő a hőmérséklet emelkedésével (KBr, NaCl), és csak egyes anyagoknál (CaSO 4, Li 2 CO 3) figyelhető meg ennek az ellenkezője.

A gázok oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken, a nyomás növekedésével pedig nő; például 1 atm nyomáson az ammónia oldhatósága 52,6 (20 °C) és 15,4 g/100 g H 2 O (80 °C), 20 °C-on és 9 atm-en pedig 93,5 g/100 g H 2 O.

Az oldhatósági értékeknek megfelelően az anyagokat megkülönböztetik:

– jól oldódik, amelyek tömege telített oldatban összemérhető a víz tömegével (például KBr - 20 °C-on oldhatóság 65,2 g/100 g H 2 O; 4,6 M oldat), telített oldatokat képeznek, amelyek molaritása nagyobb, mint 0,1 M;

– enyhén oldódik, amelyeknek tömege telített oldatban lényegesen kisebb, mint a víz tömege (például CaSO 4 - 20 °C-on oldhatóság 0,206 g/100 g H 2 O; 0,015 M oldat), telített oldatokat képeznek, molaritása 0,1– 0,001 M;

– gyakorlatilag oldhatatlan, amelyek tömege telített oldatban elhanyagolható az oldószer tömegéhez képest (például AgCl - 20 °C-on oldhatóság 0,00019 g/100 g H 2 O; 0,0000134 M oldat), telített oldatokat képeznek, amelyek molaritása kisebb, mint 0,001 millió

Referencia adatok alapján összeállított oldhatósági táblázat közönséges savak, bázisok és sók (15. táblázat), amely az oldhatóság típusát jelzi, a tudomány által ismeretlen (nem nyert) vagy víz által teljesen lebontott anyagok szerepelnek.

A táblázatban használt konvenciók:

„r” – jól oldódó anyag

„m” – gyengén oldódó anyag

„n” – gyakorlatilag oldhatatlan anyag

„-” – az anyag nem érkezett meg (nem létezik)

» – az anyag korlátlanul keveredik a vízzel

Jegyzet. Ez a táblázat a telített oldat elkészítésének felel meg szobahőmérsékletű az anyag (megfelelő aggregált állapotban) vízbe juttatásával. Figyelembe kell venni, hogy a rosszul oldódó anyagok ioncserélő reakciókkal történő kicsapása nem mindig lehetséges (bővebben lásd a 13.4-et).

Az oldat egy vagy több gyógyászati ​​anyag feloldásával nyert folyékony adagolási forma, amelyet injekciós, belső vagy külső használatra szántak. Fiziko-kémiai szempontból az oldatok nem egy homogén csoport, mivel különböző diszperziós fokú folyékony diszperz rendszereket takarnak: 1) kis molekulatömegű vegyületek valódi oldatai; 2) nagy molekulatömegű vegyületek oldatai és 3) kolloid oldatai. A diszpergált rendszerek ezen kategóriáit már régóta egy közös névvel látták el - oldatokat (például nátrium-klorid oldat, protargol oldat, zselatin oldat), bár minden rendszernek megvannak a saját jellemzői.

A folyékony gyógyszerformák közül az oldatok alkotják a legnagyobb csoportot. Biogyógyszerészeti szempontból az oldatoknak számos előnye van. A főbbek a következők: a) az oldatokból származó gyógyászati ​​anyagok gyorsabban szívódnak fel és jobban felszívódnak; b) a porok (például kálium-bromidok és -jodidok, ammónium stb.) bevétele során fellépő nyálkahártyák irritáló hatása kizárt; c) kényelmes átvétel; d) gyorsan előállíthatók. Az oldatok, mint dózisformák azonban nem mentesek bizonyos hátrányoktól. Így az oldatok nem minden kategóriája stabil oldat formájában, egyes gyógyászati ​​anyagok kellemetlen íze jobban érezhető.

A valódi megoldások a diszpergált rendszerek minden kategóriáját lefedik: molekuláris diszpergált és iondiszperz rendszereket. Molekuláris diszperz rendszerekben a részecskeméret körülbelül 1 nm. Ide tartoznak a nem elektrolitok (például cukor, alkohol) oldatai. Az oldott anyag különálló kinetikailag független molekulákra bomlik. Az iondiszperz rendszerekben a részecskeméretet már 0,1 nm nagyságrendű számokban fejezik ki. Ide tartoznak az elektrolit oldatok (például nátrium-klorid, magnézium-szulfát). Az oldott anyag egyedi hidratált ionok és molekulák formájában létezik bizonyos egyensúlyi mennyiségekben.

Az igazi megoldások egyfázisú rendszerek, elektronmikroszkóppal nézve is homogének, komponenseik sem szűréssel, sem más módon nem választhatók szét. A valódi megoldások jól diffundálnak és homogének maradnak hosszú ideig, kivéve, ha másodlagosak kezdenek megjelenni bennük kémiai folyamatok(hidrolízis, oxidáció stb.) vagy nincsenek kitéve mikrobiológiai szennyeződésnek. Ez a stabilitás nagyon fontos gyakorlati szempontból, mivel lehetővé teszi, hogy koncentrált oldatokat készítsen büretta egységekhez és gyógyszerkészítményekhez.

Az oldódási folyamat legfontosabb jellemzője a spontanitás. Az oldott anyagnak az oldószerrel való egyszerű érintkezése elegendő ahhoz, hogy bizonyos idő elteltével homogén oldatrendszer jöjjön létre.

Az oldószer kiválasztásánál elsősorban empirikus szabályokat kell alkalmazni, mivel a javasolt oldhatósági elméletek nem mindig tudják megmagyarázni az oldatok összetétele és tulajdonságai közötti összetett (általában) összefüggéseket. Gyakrabban a régi szabály vezérli őket: „a hasonló a hasonlóban oldódik” („Similia similibus solventur”). A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy egy anyag feloldására azok az oldószerek a legalkalmasabbak, amelyek szerkezetileg hasonlóak, és ezért hasonló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek.

Modern nézőpontból ez az ökölszabály nagyrészt azzal magyarázható, hogy az oldószeren és az oldott anyagon poláris csoportok vannak jelen (vagy hiányoznak). A poláris csoportok a kémiai vegyületekben jelen lévő aktív funkciós csoportok, amelyek képesek megfelelő kötéseket kialakítani az érintkező anyagok között. Poláris funkciós csoportok például az OH, CO, CHO, COOH, NH2 csoportok. Ebből következően a jelzett csoportokat tartalmazó folyadékok (víz, etanol, glicerin stb.) jól keverednek, azaz kölcsönösen oldódnak. A nem poláris oldószerek közé tartoznak azok a folyadékok, amelyek nem tartalmaznak aktív funkciós csoportokat, például szénhidrogének (vazelinolaj), halogén-alkil (kloroform, CHCl3 stb.).

A folyadékok folyadékban való oldhatósága igen változatos. Az egymásban korlátlanul oldódó folyadékok (például etanol és víz) mellett vannak egymásban korlátozottan oldódó folyadékok (például éter és víz - alacsony poláris és poláros anyagok), valamint olyan folyadékok, amelyek gyakorlatilag oldódnak. egymásban oldhatatlanok (például növényi olajok és víz, etanol, glicerin - nem poláris és poláris anyagok).

A poláris csoportok jelenléte csak bizonyos közelítéssel magyarázza egy adott anyag oldhatóságát egy adott oldószerben. Ez a magyarázat nem mindig elfogadható, különösen azzal kapcsolatban szerves vegyületek: Ezekben az esetekben az anyag oldhatóságát különböző, egymással versengő funkciós csoportok, számuk, molekulatömegük, a molekula mérete és alakja és egyéb tényezők befolyásolják.

A gyógyászati ​​anyagok vízben és más oldószerekben eltérő módon oldódnak. Az oldhatóságra vonatkozó információkat az Állami Gyógyszerkönyv magáncikkei és speciális táblázatok tartalmazzák, amelyeket minden gyógyszertárban be kell szerezni. Ezekben a táblázatokban az oldhatóság jelzésére a szokásos tömeg-térfogat módszert alkalmazzuk, azaz az 1:20 megjelölés azt jelzi, hogy 20 ml oldószerben legfeljebb 1 g adott anyag oldódhat fel. Az oldhatóságot gyakran az anyag százalékos koncentrációja jelzi (példánkban - 5%).

Egy adott gyógyszeranyag vízben (és más oldószerekben) való oldhatósága a hőmérséklettől függ. A szilárd anyagok túlnyomó többségénél az oldhatóság a hőmérséklet emelkedésével nő. Vannak azonban kivételek (például kalcium-sók).

Egyes gyógyszerek lassan oldódnak (bár jelentős koncentrációban oldódnak). Az ilyen anyagok oldódásának felgyorsítása érdekében melegítést, az oldható anyag előzetes őrlését és a keverék keverését alkalmazzák.

Vizes oldatok

Szilárd gyógyászati ​​anyagok oldatai

A szilárd kristályos anyag vízben való oldásának folyamata két egyidejűleg végbemenő folyamatból áll: a részecskék szolvatációjából (víz esetén hidratációból) és a kristályrács megsemmisüléséből. ábrán. A 9.1. ábra a nátrium-klorid vízben való feloldásának folyamatát mutatja be. A NaCl kristályok felületén található nátrium Na+ és Cl- klorid ionokat dipólusos vízmolekulák hidratálják: a vízdipólusok negatív pólusaikkal a pozitív nátriumionnal, a negatív pólusok pedig a negatív klórionokkal szemben állnak. Az ionok és a poláris vízmolekulák között ion-dipól kötés jön létre, melynek eredményeként a szilárd fázisban lévő Na+ és Cl- ionok közé a dipólusok behatolnak, elszakítva azokat a kristálytól. Nyilvánvaló, hogy az oldódás hatékonysága nagyobb, ha az oldószermolekulák és az oldott anyag részecskéi közötti adhéziós erők nagyobbak, mint a részecskék közötti kölcsönös vonzóerő. A vízmolekulák nagyon kifejezett polaritásúak más oldószerek molekuláihoz képest. Ez a tulajdonság határozza meg a víz magas ionizáló képességét és számos poláris vegyület kristályrácsaira gyakorolt ​​romboló hatását.

Amikor az anyagok feloldódnak, hő elnyelődik vagy felszabadul. A hőelnyelés energiafelhasználást jelez. Ez azzal magyarázható, hogy egy anyag szilárd halmazállapotból oldatba kerülése, azaz a kristályrács tönkretétele szükségszerűen energiát fogyaszt, amelyet az oldószertől vonnak el, aminek következtében az oldat lehűl. Az oldat lehűlésének mértéke annál nagyobb, minél erősebb a kristályrács, vagyis annál több energia szükséges a tönkretételéhez. Az anyagok oldódása során felszabaduló hő minden esetben aktív szolvatációt jelez, vagyis az oldható anyag és az oldószer között vegyületek képződését.

Észrevehető hőelnyelés esetén például kálium-nitrát, kálium-jodid, nátrium-klorid oldódik, kevésbé észrevehető abszorpcióval - nátrium-bromid. A hő felszabadulásával feloldódik az ezüst-nitrát, a kalcium-hidroxid, a kalcium-klorid stb.

A szilárd anyagok túlnyomó többségének kioldódása, amint már jeleztük, spontán, különösen olyan esetekben, amikor az előírt oldatokban a gyógyászati ​​anyagok koncentrációja messze van a határértéktől, például:

9.1. Rp.: Kalii jodidi 10.0
Aqua destillatae 200 ml
M.D.S. 1 evőkanál naponta 2-3 alkalommal

Ha a kálium-jodid oldhatósága 1:0,75 (azaz kevesebb, mint 1 ml víz szükséges 1 g só feloldásához), hatalmas oldhatósági tartalék van a rendszerben. Sok esetben azonban különféle okok miatt az oldódási folyamat aktiválást és speciális technológiai technikák alkalmazását igényli.

Jó, de lassan oldódó anyagok oldatai. Az amidopirin, a koffein, a réz-szulfát stb. lassan oldódnak vízben.

9.2. Rp.: Solutionis Amidopyrini 1% 200 ml
Sirupi simplicis 10 ml
M.D.S. 1 desszertkanál 2-3 óránként

Az amidopirin oldhatósága 1:20 (5%). Kristályainak felületét azonban rosszul nedvesíti a víz, ami késlelteti az oldódást. A nedvesíthetőség javítható, így az amidopirin oldódása gyorsítható forró víz használatával.

A timsó, a bórsav és a nátrium-tetraborát szintén gyenge nedvesíthetőségű. Forró vízben is feloldják. A nehézfémsók kristályai a rossz nedvesíthetőség mellett erős kristályrácsokkal rendelkeznek. Ebben az esetben minden lehetséges módszert alkalmazni kell: forró víz, oldószeres mozsárban való őrlés.

9.3. Rp.: Cupri sulfatis 0,5
Aqua destillatae 50 ml
M.D.S. 1 evőkanál 10 perccel hányás előtt

A réz-szulfát vízben való oldhatósága jó (1:3), azonban a fenti okok miatt az oldódást felgyorsítja a mozsárban való őrlés melegvíz.

9.4. Rp.: Solutionis Hydrargyri dichloridi 1:2000-200 ml
D.S. Öblítéshez

A higany-diklorid oldhatósága vízben 1:18,5. A higany-klorid hideg vízben való lassú oldódása miatt azonban forró vizet kell használni. A higany-diklorid oldat másik jellemzője a savas reakció, amely a hidrolízis következtében megy végbe. Ezért a szublimátum feloldása után azonos mennyiségű nátrium-kloridot adnak hozzá, amely leállítja a hidrolízist, és az oldat semleges és stabil lesz. Ennek a megoldásnak egy másik jellemzője az előkészítés és az adagolás előtti előkészítés körültekintése. Az oldatot eozinnal színezik (aláírás szerint), és lezárt formában adják ki, a palackokon figyelmeztető címkékkel: „Méreg”, „Bizonyos kezelés”, „0,5%-os szublimátum oldat”, valamint keresztezett csontok és csontok képével ellátott címkével. egy koponya. Iparilag előállított 0,5 és 1,0 arányú, azonos mennyiségű nátrium-kloridot tartalmazó, 1%-os eozinoldattal színezett tablettákból célszerűbb szublimát oldatokat készíteni.

9.5. Rp.: Solutionis Phenoli puri 2% 200 ml
D.S. Öblítéshez

A kristályos fenol nagyon lassan oldódik vízben. A vizes oldatok elkészítésének megkönnyítése érdekében folyékony fenolból (Phenolum purum liquefactum) származnak. Ez utóbbit úgy kapjuk meg, hogy 100 g vízfürdőben megolvasztott fenolhoz 10 ml vizet adunk. Színtelen olajos folyadék, amely körülbelül 90% fenolt tartalmaz, nem keveredik zsíros olajokkal. Ezen ábra alapján mérjünk ki 4,4 ml folyékony fenolt, és állítsuk be az oldat térfogatát 200 ml-re. „Méreg”, „Óvatosan bánjon”, „Karbolsav” címkékkel kiadva, ha a fenolos oldatok koncentrációja meghaladja az 5%-ot.

Olyan anyagok oldatai, amelyekhez olyan összetevők hozzáadása szükséges, amelyek elősegítik az oldódást és az oldatok stabilitását. Ez a megoldáscsoport meglehetősen kiterjedt, és minden megoldás előállítása megvan a maga sajátossága.

Például kálium-jodid jelenlétében gyógyászati ​​​​koncentrációjú (1% -os és magasabb) jód vizes oldatai nyerhetők, mivel könnyen oldódó komplex jódvegyületek képződnek alkálifém-jodidokkal (perjodidok képződnek): I2 + KI > KI3

9.6. Rp.: Iodi 1.0
Kalii jodidi 2.0
Aquae destiilatae ad 100 ml
M.D.S. Lugol oldat külső használatra

A gyártás során tömény kálium-jodid oldatot kell készíteni: csak vegyünk 1,5-2 ml vizet (oldékonyság 1:0,75), és adjunk hozzá jódot, ami szinte azonnal feloldódik. Ugyanezen elv alapján higany-dijodid oldatot készítünk, amelynek oldhatósága 1:25 000, és kálium-jodid jelenlétében könnyen oldódó K2HgI4 komplex képződik.

A vízben nagyon gyengén oldódó arzénkészítményt - osarsolt - nátrium-hidrogén-karbonát segítségével oldatba juttatják. Kicserélődési reakció játszódik le, és az osarsol vízoldható nátriumsója képződik.

9.7. Rp.: Solutionis Osarsoli 5% 200 ml
Natrium hydrocarbonatis 4.0
M.D.S. Hüvelytörléshez

Készítsünk nátrium-hidrogén-karbonát-oldatot, amelyben az osarsol fel van oldva. Az adagolási forma külső használatra készült, és mérgező anyagot tartalmaz.

Szintén sajátos a temisal oldatok elkészítése, amely szalicilsav és teobromin ekvimolekuláris mennyiségű nátriumsóinak kombinációja. A nátrium-szalicilát növeli a teobromin oldhatóságát, amely gyakorlatilag vízben oldhatatlan, és még a gyenge szénsav is kiszorítja a sókból. Emiatt az oldószer csak frissen forralt, szén-dioxid-mentes desztillált víz legyen. Ellenkező esetben a teobromin egy része kicsapódik, és az oldat megromlik. A Temisal átlátszó, erősen lúgos oldatokat képez, amelyek jól felszívják a szén-dioxidot. Emiatt az elkészített oldatot tartalmazó palackot azonnal szorosan lezárjuk. Használat közben az oldat zavarossá válhat, és kis üledék képződhet. Ezért szükséges a „Használat előtt felrázni” felirat, és a beteget külön figyelmeztetni kell a használat e jellemzőjére.

Folyékony gyógyászati ​​anyagok oldatai

Vizes oldatok formájában általában teljesen kölcsönösen oldódó folyékony gyógyászati ​​anyagokat használnak, de felírhatók vízben korlátozottan oldódó anyagok is. Amikor poláris vegyületeket oldunk vízben, a poláris molekulák hidratálódnak, és ezek a molekulák oldatban szabad hidratált ionokká disszociálnak (lásd 9.1. ábra). Így viselkednek például a HCl-molekulák, amelyek vizes oldatokban szabad hidratált H+- és Cl-ionokká disszociálnak.

Savas oldatok. Szervetlen és erős szerves savak gyógyszertári gyakorlatban történő alkalmazásakor nem szabad megfeledkezni arról, hogy az erős savak hígítása során az utóbbiakat apránként, vékony sugárban, keverés közben vezetjük be az oldószerbe, hogy elkerüljük a forrásban lévő keverék kibocsátását és az égési sérüléseket. . A savak vizes oldatainak elkészítésekor a receptértelmezési hibák elkerülése érdekében minden egyes esetben szigorúan be kell tartani a GPC utasításait, például:

9.8. Rp.: Acidi hydrochlorici 15 ml
D.S. Fogyasszon 10-15 cseppet 1/4 pohár vízben naponta kétszer étkezés közben

A Polgári Törvénykönyv (20. §) kimondja, hogy ha sósavat írnak elő, és annak koncentrációját nem tüntetik fel, akkor az mindig hígított savat (Acidurn hydrochloricum dilutum) jelent, amely 8,2-8,4% hidrogén-kloridot tartalmaz. Ezt akkor kell megtenni, ha a 9.8-as recept szerint elkészítjük a megoldást.

A sósavat azonban ritkán írják elő, mert még ha 8% hidrogén-kloridot is tartalmaz, akkor is illékony. Ezért általában híg sav oldatokat írnak elő.

9.9. Rp.: Solutionis Acidi hydrochlorici 2% 200 ml
D.S. Naponta 2-szer egy evőkanál étkezés közben

A GPC kimondja, hogy ilyen esetekben a gyógyszerkönyvi hígított savat egységként (standard készítményként) veszik, és annyit vesznek be, amennyit a receptben feltüntettek. IN ebben az esetben 4 ml gyógyszerre és 196 ml vízre van szükség. Tekintettel azonban a hidrogén-klorid illékonyságára és az elkészített oldatok pontosságának javítására, javasolt gyógyszertári készítmény használata: Sol. Acidi hydrochlorici hígítása 1:10. Ebben az esetben vegyen 40 ml hígított sósavoldatot és 160 ml desztillált vizet.

Az erős szerves savak közül 5-8%-os ecetsavoldatok írhatók elő külső használatra (törlésre). Itt egy másik szabályt alkalmaznak - a receptben feltüntetett ecetsav százalékos arányát pontosan meg kell reprodukálni az oldatban. A kiindulási sav lehet híg (30%) vagy tömény (98%). Például 5%-os ecetsavoldat készítésekor mindkét gyógyszerből kiindulhat, de minden esetben pontosan ki kell számítani azok mennyiségét, hogy biztosítva legyen a szükséges 5%-os ecetsavtartalom. Természetesen könnyebb a 30%-os ecetsavat hígítani.

Ammónia oldatok. Ha ammóniaoldatot írnak fel a koncentráció feltüntetése nélkül, akkor mindig a 10% ammóniát tartalmazó gyógyszerkönyvi készítményt (Solutio Ammonii caustici) értjük - ammóniát (GPC, 464. cikk). Ennek a standard gyógyszernek az alapján adják ki oldatait, a vényben előírt ammóniakoncentrációra hígítva (általában jóval kevesebb, mint 1% ájulás közbeni inhaláció esetén). A hígítás kiszámításakor ismerni kell a készítmény tényleges ammóniatartalmát, mivel az nem mindig stabil.

Hidrogén-peroxid oldatok. Az öblítéshez gyakran hidrogén-peroxid oldatot írnak elő. Ebben az esetben figyelembe kell venni, hogy ha a Solutio Hydrogenii peroxidi-t a koncentráció feltüntetése nélkül írják fel, akkor az Állami Gyógyszerkönyv utasításai szerint (496. cikk) a 3% hidrogén-peroxidot tartalmazó Solutio Hydrogenii peroxidi diluta gyógyszerkönyvi készítményt kell alkalmazni. ki kell adni. Ha alacsonyabb koncentrációjú oldatot írnak fel, akkor a megadott gyógyszerkönyvi gyógyszert ennek megfelelően hígítani kell. Bizonyos esetekben, például a gumik kenésére, 3% -nál nagyobb koncentrációjú hidrogén-peroxid oldatokat írnak elő. Ebben az esetben a perhidrollal (Solutio Hyrogenii peroxidi koncentrátum, GFC, Art. 495) kell kezdenie, amely 27,5-31% hidrogén-peroxidot tartalmaz.

9.10. Rp.: Solutionis Hydrogenii peroxidi 0,5% 200 mi
D.S. Öblítés

9.11. Rp.: Solutionis Hydrogenii peroxidi 6% 50 ml
D.S. Az íny kenésére

Tehát a 9.10 recept szerint 33,3 ml hidrogén-peroxid oldatot (3%) és 166,7 ml vizet keverünk össze, a 9.11 recept szerint pedig 10 ml perhidrolt és 40 ml vizet, feltéve, hogy a perhidrol 30% hidrogén-peroxidot tartalmaz. . Ha a tényleges hidrogéntartalom kisebb (ami gyakran előfordul), akkor a számítást a tényleges tartalom alapján kell végezni.

Formalin megoldások. Itt is nagyon fontos a recept helyes értelmezése. A „formalin” a „Solutio Formaldehydi” (GPC, 489. cikk) gyógyszerkönyvi gyógyszer hagyományos neve, amelynek legalább 36% és legfeljebb 40% gáz halmazállapotú hangyasav-aldehidet kell tartalmaznia. A formalin felírható önmagában (ebben az esetben a gyógyszert egyszerűen kimérik), vagy oldat formájában (a formalin erős fertőtlenítőszer).

9.12. Rp.: Solutionis Formalini 50% 50 ml
D.S. Kenéshez

Ebben az esetben az Állami Gyógyszerkönyv utasításai szerint a gyógyszerkönyvi gyógyszert egységként veszik, és annyit kell bevenni, amennyi a receptben szerepel: 25 ml formalint és 25 ml vizet. A GFC lehetővé teszi a 36%-nál kisebb formaldehidtartalmú formalin használatát, de megfelelő módosításokkal.

A recept előírhat olyan oldatot, amelyben konkrétan feltüntetik a formaldehid tartalmát, például:

9.13. Rp.: Solutionis Formaldehydi 5% 200 ml
D.S. Lábmosáshoz

Ebben az esetben a számítás az eredeti készítmény tényleges formaldehidtartalma alapján történik. Ha az elemzés szerint a gyógyszer pontosan 40% formaldehidet tartalmazott, akkor 25 ml formaldehid oldatot és 175 ml vizet kell bevenni.

Burov folyékony oldatai. A Burov-folyadék 8% bázikus alumínium-acetátot tartalmaz. Antiszeptikumként használják. Itt nem két folyadék (víz és gyógyszer) összekeverésének folyamata okozhatja a nehézséget, hanem a szükséges koncentrációk előírás szerinti értelmezése. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a Burov-féle folyadék azonos koncentrációjú oldatát különböző módon lehet előírni (9.14-9.16. receptek). Minden esetben 0,8% bázikus alumínium-acetátot tartalmazó oldatot írnak fel, és minden esetben 10 ml Burov folyadékot vesznek fel.

Szilárd és folyékony gyógyászati ​​anyagok oldatai (együtt)

Az ilyen megoldások nagyon gyakran megtalálhatók a gyógyszertári gyakorlatban, és néha meglehetősen összetettek. Minden esetben először szilárd anyagok oldatát készítik, amelyhez ezután folyadékot adnak. gyógyszerek(tinktúrák, folyékony kivonatok, novogalén készítmények, szirupok stb.).

9.17. Rp.: Analgini 1.0
Adonisidi 5 ml
Nátrium-bromid 5.0
Aqua destillatae 180 ml
M.D.S. 1 evőkanál naponta 3 alkalommal

Először sók oldatát készítjük, majd hozzáadjuk az adonizid novogalén gyógyszert.

A gyógyszertári gyakorlatban gyakrabban alkalmazzák a bonyolult recepteket. Például a 9.18-as recept szerint először a nátrium-tetraborátot oldják fel vízben melegítés közben, majd hűtés után a nátrium-hidrogén-karbonátot oldják fel, majd egymás után adják hozzá a glicerint, a keserűmandula-vizet és a mentavizet. Az aromás folyadékokat utolsóként vezetjük be.

9.18. Rp.: Natrii hydrocarbonatis
Natrii tetraboratis aa 1.5
Aquae Amygdaiarum amararum 3 ml
Glicerin 4.0
Aquae Menthae 4 ml
Aqua destillatae 150 ml
M.D.S. Folyadék lúgos belélegzéshez

Nem vizes oldatok

A külső felhasználásra szánt oldatok fő jellemzője, hogy a víz mellett más oldószereket, mint például az etanolt, a glicerint és az ásványi olajokat, az étert és a kloroformot ritkábban alkalmazzák. Természetesen minél több oldószert használunk, annál nagyobb változatosságra számíthatunk ezen oldatcsoport összetételében. A nem vizes oldatok összetételének változatossága annak is köszönhető, hogy különféle célokra használják őket, ezért saját nevük van: lotionok (fomenta); öblítés (gargarismata); kenés (giturae); beöntés (clysmata); öblítés (perlotio: P. vaginales, P. urethrales); Mosás (ápolószerek); folyadék tamponokhoz (liquor ad tamponis); folyadék borogatáshoz (liquor ad compressum); inhalációs folyadék (liquor ad ingalationis).

Technikailag a nem vizes oldatok az oldószerek illékonysága alapján két hasonló csoportra oszthatók: illékony oldószerekben (etanol, éter, kloroform stb.) készült oldatok és nem illékony oldószeres oldatok (glicerin, zsíros olajok stb.). ). Az etanolt (mindig 90%, hacsak a receptben nincs megadva a koncentráció) térfogatban mérjük, az összes többi oldószert tömegben mérjük. A nem vizes oldatok elkészítésekor általában az oldható anyagokat először fiolákba öntik (kényelmesen egy rövidített csővel ellátott tölcséren keresztül), majd bevezetik az oldószert; az üvegnek száraznak kell lennie, mert a víz nem keveredik szerves oldószerek(az etanol és a glicerin kivételével).

Illékony oldószeres oldatok

Alkoholos oldatok. Az alkoholos oldatok, valamint a vizes oldatok elkészítésekor figyelembe kell venni a gyógyászati ​​anyagok tartalmát az oldat teljes térfogatában. Ha mennyiségük kevesebb, mint 5%, akkor vegyen be annyi etanolt, amennyit a recept előír, mivel az oldat térfogatának növekedése ebben az esetben jelentéktelen, és az eltérési szabványok közé esik. Ha a gyógyászati ​​anyagok 5%-os vagy annál nagyobbak, akkor az oldatot mérőedényben készítik, vagy az etanol mennyiségét az etanol térfogatnövekedési együtthatójának figyelembevételével számítják ki (9.1. táblázat). A 9.19 recept különböző halmazállapotú gyógyászati ​​anyagokat tartalmaz:

Az összes összetevő lemért mennyiségét az adagolópalackba helyezzük, 95,5 ml 90%-os etanolt adunk hozzá, szorosan lezárjuk és addig rázzuk, amíg tiszta oldatot nem kapunk. Minden előírt anyag 90%-os etanolban oldódik.

9.20. Rp.: Mentholi 2.0
Chloroformii 6.0
Olei Eucalypti 8.0
Solutionis Iodi spirituosae 10% 4 ml
Spiritus aethylici 50 ml
M.D.S. 15 csepp pálcikánként inhaláláshoz

Először a mentolt feloldjuk 90%-os etanolban, majd egymás után hozzáadjuk: eukaliptuszt illóolaj, kloroform és jód tinktúra. Nem volt szükség CSO-ra (3% szilárdanyag).

Oldószerként etanol és kloroform, etanol és éter stb. keverékei használhatók.

9.21. Rp.: Olei Menthae 5.0
Kámfora 2.0
Aetheris aethylici 10.0
Spiritus aethylici 30 ml
M.D.S. A halánték dörzsölésére migrén alatt

A gyógyhatású anyagok mennyisége 7%. Végezzünk számításokat a táblázat segítségével. 9.1.

Teljesen logikus lenne, ha a kámfort, a borsmenta illóolajat és az étert egymás után feloldanák etanolban. Az illékony oldószeres oldatokat tűztől távol készítik el, és nem szűrik. Az etanol mennyiségi elszámolás alá esik.

Nem illékony oldószerekben készült oldatok

Glicerin oldatok. A glicerin oldatokat széles körben használják különféle kenőanyagokként. A gyártás attól függ, hogy milyen gyógyászati ​​anyagokkal kombinálják a glicerint. Például a nátrium-tetraborát (9.22. recept) feloldódásának felgyorsítása érdekében 40-50 ° C-ra melegített glicerint használnak.

9.22. Rp.: Natrii tetraboratis 5.0
Glicerin 30.0
M.D.S. A száj nyálkahártyájának kenésére

Nagyon gyakori a jód és a kálium-jodid kombinációja glicerinoldatban. Ezek közé tartozik a Lugol-oldat glicerinnel (jód - 1 rész, kálium-jodid - 2 rész, glicerin - 94 rész, víz - 3 rész) és más receptek.

9.23. Rp.: lodi 0,1
Kalii jodidi 1.0
Glicerin 30.0
M.D.S. Tamponokhoz (vulvovaginitis esetén)

Oldhatósága glicerinben: jód 1:200, kálium-jodid 1:2,5. A kálium-jodidot feloldjuk kis mennyiségben meleg glicerint, ami után mozsárban őrölve jód oldódik fel benne. Gyorsabban és anélkül, hogy jelentősen megsértené a receptet, feloldhatja a jódot koncentrált kálium-jodid oldatban (15-20 csepp víz), majd adjon hozzá glicerint.

Olaj oldatok. A borogatáshoz gyakran olajos oldatokat írnak fel. Ilyen például a szalicilsav őszibarack- vagy napraforgóolajos oldata. A szalicilsavat meleg olajban feloldjuk.

9.24. Rp.: Acidi salicvlici 2.0
Olei Persicorum 100.0
M.D.S. Borogatáshoz (a bőr puhítására)

Téma: Víz és oldatok.

Terv:

1. Víz a természetben. A víz tulajdonságai.
2. Megoldások.
3. Az oldat összetételének kifejezési módszerei.
4. Hidrátok és kristályos hidrátok.
5. Oldhatóság.
6. Túltelített oldatok.
7. Ozmózis.
8. Gőznyomás, oldatok.
9. Az oldatok fagyasztása és forralása.
10. Pufferoldatok.

A víz nagyon gyakori anyag a FöldönA Föld felszínének negyedét víz borítja, ami óceánokat, tengereket, folyókat és tavakat képez. Sok víz gázhalmazállapotú gőzként létezik a légkörben; hatalmas hó- és jégtömegek formájában fekszik egész évben magas hegyek tetején és sarki országokban. A föld belsejében is van víz, amely telíti a talajt és a sziklákat.

A természetes víz soha nem teljesen tiszta. Az esővíz a legtisztább, de kis mennyiségben tartalmaz különféle szennyeződéseket is, amelyeket a levegőből szív fel.

A szennyeződések mennyisége az édesvizekben általában 0,01 és 0,1 tömeg% között van. A tengervíz 3,5% (tömeg) oldott anyagot tartalmaz, melynek fő tömege a nátrium-klorid (asztali só).

A jelentős mennyiségű kalcium- és magnéziumsót tartalmazó vizet kemény víznek nevezzük, ellentétben a lágy vízzel, például az esővízzel. A kemény víz a szappannal kevés habot képez, és vízkő képződik a kazánok falán.

A természetes víz felszabadítása érdekében a benne szuszpendált részecskéktől porózus anyagrétegen, például szénen, sült agyagon stb. szűrik át. Nagy mennyiségű víz szűrésekor homok- és kavicsszűrőket használnak. A szűrők a legtöbb baktériumot is megfogják. Ezenkívül az ivóvíz fertőtlenítésére klórozzák; A víz teljes sterilizálásához legfeljebb 0,7 g klór szükséges 1 tonna vízhez.

A szűrés csak az oldhatatlan szennyeződéseket távolítja el a vízből. Az oldott anyagokat desztillációval vagy ioncserével távolítják el belőle.

A víz nagyon fontos a növények, állatok és az emberek életében. A modern elképzelések szerint az élet eredete a tengerhez kapcsolódik. Bármely szervezetben a víz az a közeg, amelyben a szervezet életét biztosító kémiai folyamatok játszódnak le; emellett maga is részt vesz számos biokémiai reakcióban.

A víz fizikai tulajdonságai. A tiszta víz színtelen, átlátszó folyadék. A víz sűrűsége a szilárdból a folyékonyba való átmenet során nem csökken, mint majdnem
minden más anyag esetében, de növekszik. Ha a vizet 0 °C-ról 4 °C-ra melegítjük, a sűrűsége is megnő. 4 °C-on van a víz maximális sűrűsége, és csak további melegítéssel csökken a sűrűsége.

Nagy érték a természet életében az is benne van, hogy a víz abnormálisan nagy hőkapacitású.

Mivel a jég olvadásakor a víz által elfoglalt térfogat csökken, a nyomás csökkenti a jég olvadási hőmérsékletét. Ez Le Chatelier elvéből következik. Így a nyomás 0 °C-on történő növekedése a jég folyadékká alakulását okozza, ami azt jelenti, hogy a jég olvadáspontja csökken.

A vízmolekula szögletes szerkezetű; az összetételformájába foglalt magok egyenlő szárú háromszög, melynek alján két proton, a tetején pedig egy oxigénatom magja található. Az atommagok közötti OH távolságok megközelítik a 0,1 nm-t, a hidrogénatomok magjai közötti távolság körülbelül 0,15 nm. A vízmolekulában lévő oxigénatom külső elektronrétegét alkotó nyolc elektron közül két elektronpár kovalens OH-kötést alkot, a maradék négy elektron pedig két meg nem osztott elektronpárt képvisel.

A vízmolekulában az oxigénatom 5p állapotú 3 - hibridizáció. Ezért a HOH kötésszöge (104,3°) közel van a tetraéderhez (109,5°). Az OH-kötéseket alkotó elektronok az elektronegatívabb oxigénatom felé tolódnak el. Ennek eredményeként a hidrogénatomok hatékony pozitív töltéseket szereznek, így ezeken az atomokon két pozitív pólus jön létre. Az 5p hibriden elhelyezkedő oxigénatom magányos elektronpárjainak negatív töltésközpontjai 3 -a pályák az atommaghoz képest elmozdulnak, és két negatív pólust hoznak létre.

A vízgőz molekulatömege 18 egység. De a molekulatömeg folyékony víz, amelyet más oldószerekben lévő oldatainak tanulmányozásával határoztak meg, magasabbnak bizonyul. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a folyékony vízben az egyes vízmolekulák bonyolultabb aggregátumokká (klaszterekké) asszociálnak. Ezt a következtetést megerősítik a víz olvadás- és forráshőmérsékletének rendellenesen magas értékei. A vízmolekulák asszociációját a közöttük kialakuló hidrogénkötések okozzák.

Szerkezetében a víz szabályos háromdimenziós struktúrák hierarchiája, amelyek 57 molekulából álló, egymással szabad hidrogénkötéseken keresztül kölcsönhatásba lépő kristályszerű képződményeken alapulnak. Ez másodrendű struktúrák megjelenéséhez vezet, hexaéderek formájában, amelyek 912 vízmolekulából állnak. A klaszterek tulajdonságai attól függnek, hogy az oxigén és a hidrogén milyen arányban jelenik meg a felszínen. A vízelemek konfigurációja minden külső hatásra és szennyeződésre reagál, ami megmagyarázza kölcsönhatásuk rendkívül labilis jellegét. A közönséges vízben az egyes vízmolekulák és véletlenszerű asszociációk összessége 60% (romlott víz), 40% pedig klaszter (strukturált víz).

Szilárd vízben (jégben) minden molekula oxigénatomja részt vesz két hidrogénkötés kialakításában a szomszédos vízmolekulákkal. A hidrogénkötések kialakulása a vízmolekulák elrendezéséhez vezet, amelyben ellentétes pólusaikkal érintkeznek egymással. A molekulák rétegeket alkotnak, amelyek mindegyike három, ugyanahhoz a réteghez tartozó molekulával és egy a szomszédos rétegből származó molekulával kapcsolódik össze. A jég szerkezete a legkevésbé sűrű struktúrák közé tartozik, vannak benne üregek, amelyek mérete valamivel nagyobb, mint a molekula mérete.

Amikor a jég elolvad, szerkezete megsemmisül. De még a folyékony vízben is megmaradnak a molekulák közötti hidrogénkötések: asszociációk keletkeznek - jégszerkezetek töredékei, amelyek nagyobb ill. kisebb szám vízmolekulák. A jégtől eltérően azonban mindegyik társult nagyon rövid ideig létezik: egyes aggregátumok elpusztulása és más aggregátumok kialakulása folyamatosan történik. Az ilyen „jég” aggregátumok üregei egyetlen vízmolekulát is befogadhatnak; Ezzel párhuzamosan a vízmolekulák tömörítése is sűrűbbé válik. Éppen ezért a jég olvadásakor a víz által elfoglalt térfogat csökken, sűrűsége pedig nő.

A víz felmelegedésével egyre kevesebb jégszerkezet-töredék található benne, ami a víz sűrűségének további növekedéséhez vezet. A 0 és 4°C közötti hőmérsékleti tartományban ez a hatás dominál a hőtágulás felett, így a víz sűrűsége tovább növekszik. 4°C fölé melegítve azonban a molekulák fokozott hőmozgása dominál, és a víz sűrűsége csökken. Ezért 4°C-on a víz maximális sűrűségű.

A víz melegítése során a hő egy része a hidrogénkötések megszakítására fordítódik (a hidrogénkötés felszakításának energiája vízben kb. 25 kJ/mol). Ez magyarázza a víz nagy hőkapacitását. A vízmolekulák közötti hidrogénkötések csak akkor szakadnak meg teljesen, ha a víz gőzzé alakul.

A víz állapotdiagramja (vagy fázisdiagram) a rendszer állapotát jellemző mennyiségek és a rendszerben végbemenő fázisátalakulások (átmenet szilárdból folyékonyba, folyékonyból gázhalmazállapotúvá stb.) közötti összefüggés grafikus ábrázolása. Az egykomponensű rendszerek esetében általában fázisdiagramokat használnak, amelyek a fázisátalakulások hőmérséklettől és nyomástól való függését mutatják be; PT koordinátákban állapotdiagramoknak nevezzük.

Az ennek megfelelő hőmérsékleten a „kritikus hőmérséklet”, a jellemző értékek fizikai tulajdonságait A folyadékok és a gőzök azonossá válnak, így a folyadék és a gőz halmazállapota közötti különbség megszűnik.

A kritikus hőmérséklet létezését 1860-ban D. I. Mengyelejev állapította meg, a folyadékok tulajdonságait tanulmányozva. Megmutatta, hogy a kritikus hőmérséklet feletti hőmérsékleten egy anyag nem lehet folyékony halmazállapotú. 1869-ben Andrews a gázok tulajdonságait tanulmányozva hasonló következtetésre jutott.

Kritikus hőmérséklet és nyomás a különféle anyagok különböznek. Tehát hidrogénnél = 239,9 °C = 1,30 MPa, klórnál = 144 °C = 7,71 MPa, víznél = 374,2 °C = 22,12 MPa.

A vízmolekulák nagymértékben ellenállnak a hőnek. 1000 °C feletti hőmérsékleten azonban a vízgőz elkezd bomlani vízre, hidrogénre és oxigénre. Az anyag bomlási folyamatát a melegítés következtében termikus disszociációnak nevezzük. A víz termikus disszociációja a hő elnyelésével történik. Ezért a francia tudós, Le Chatelier egyensúlyi elve szerint minél magasabb a hőmérséklet, annál jobban lebomlik a víz. A víz termikus disszociációs foka azonban még 2000 °C-on sem haladja meg a 2%-ot, azaz. a gáznemű víz és disszociációs termékei - hidrogén és oxigén - közötti egyensúly továbbra is a víz felé tolódik el. 1000 °C alá hűtve az egyensúly szinte teljesen ebbe az irányba tolódik el.
A víz nagyon reaktív anyag. Számos fém és nemfém oxidjai vízzel egyesülve bázisokat és savakat képeznek; egyes sók kristályos hidrátokat képeznek vízzel; a legaktívabb fémek vízzel reagálva hidrogént szabadítanak fel.

A víznek katalitikus képessége is van. Nedvességnyomok hiányában néhány szokásos reakció gyakorlatilag nem fordul elő; például a klór nem lép kölcsönhatásba a fémekkel, a hidrogén-fluorid nem korrodálja az üveget, a nátrium nem oxidálódik a levegőben.

A víz számos olyan anyaggal egyesülhet, amelyek a normál körülmények között gáz halmazállapotú, így úgynevezett gázhidrátok keletkeznek. Példák a xenon, klór és szénhidrogének vegyületei, amelyek 0 és 24 °C közötti hőmérsékleten (általában a megfelelő gáz megemelt nyomásán) kristályok formájában válnak ki. Az ilyen vegyületek a víz szerkezetében jelenlévő intermolekuláris üregeket kitöltő gázmolekulák ("vendég") eredményeként keletkeznek ("gazda"); ezeket zárványvegyületeknek vagy klatrátoknak nevezzük.

A klatrátvegyületekben csak gyenge intermolekuláris kötések jönnek létre a „vendég” és a „gazda” molekulák között; a benne lévő molekula elsősorban a térbeli nehézségek miatt nem tudja elhagyni a helyét a kristályüregben, ezért a klatrátok instabil vegyületek, amelyek csak viszonylag alacsony hőmérsékleten létezhetnek.

A klatrátokat szénhidrogének és nemesgázok elválasztására használják. A közelmúltban a gázklatrátok (propán és mások) képződését és megsemmisítését sikeresen alkalmazták víz sótalanítására. Bepumpálás sós víz Magas nyomáson a megfelelő gáz jégszerű klatrátkristályokat hoz létre, és a sók oldatban maradnak. Hószerű kristálytömeget választanak le az anyalúgtól, és mossák, majd a hőmérséklet enyhe emelkedésével vagy a nyomás csökkenésével a klatrátok lebomlanak, képződnek friss vízés a forrásgáz, amelyet ismét a klatrát előállítására használnak fel. Az eljárás nagy hatékonysága és viszonylag enyhe körülményei ígéretessé teszik a tengervíz sótalanításának ipari módszerét.

Az oldat szilárd vagy folyékony homogén rendszer, amely két vagy több komponensből áll ( alkatrészek), amelyek relatív mennyisége igen eltérő lehet.

Minden oldat oldott anyagokból és oldószerből áll, pl. olyan környezet, amelyben ezek az anyagok molekulák vagy ionok formájában egyenletesen oszlanak el. Oldószernek általában olyan komponenst tekintünk, amely tiszta formájában ugyanolyan aggregált állapotban van, mint a keletkező oldat (például vizes sóoldat esetén az oldószer természetesen víz ). Ha mindkét komponens ugyanolyan aggregált állapotban volt az oldódás előtt (például alkohol és víz), akkor az a komponens tekinthető oldószernek, amelyik nagyobb mennyiségben van.

Az oldatok homogenitása nagyon hasonlóvá teszi őket a kémiai vegyületekhez. Egyes anyagok oldódása során fellépő hő az oldószer és az oldott anyag közötti kémiai kölcsönhatásra is utal. Az oldatok és a kémiai vegyületek közötti különbség az, hogy az oldat összetétele széles határok között változhat.

Ezenkívül az oldat tulajdonságaiban az egyes komponenseinek számos olyan tulajdonsága kimutatható, amelyek egy kémiai vegyület esetében nem figyelhetők meg. Az oldatok összetételének változékonysága közelebb hozza őket a mechanikai keverékekhez, de homogenitásukban élesen eltérnek az utóbbiaktól.

Így az oldatok köztes helyet foglalnak el a mechanikai keverékek és a kémiai vegyületek között.

A kristály feloldódása folyadékban a következőképpen megy végbe. Amikor egy kristályt olyan folyadékba viszünk, amelyben fel tud oldódni, az egyes molekulák letörnek a felületéről. Ez utóbbiak a diffúzió miatt egyenletesen oszlanak el az oldószer teljes térfogatában. A molekulák elkülönülését a szilárd test felületétől egyrészt saját maguk okozzák oszcilláló mozgás másrészt az oldószermolekulák vonzása révén.

Ekkor létrejön egy dinamikus egyensúly, amelyben egységnyi idő alatt ugyanannyi molekula oldódik fel, amennyi kiszabadul az oldatból.

Azzal egyensúlyban lévő megoldás az oldódó anyagot telített oldatnak nevezzük.

Telített oldatokat viszonylag ritkán használnak. A legtöbb esetben telítetlen oldatokat használnak, amelyek kevesebb oldott anyagot tartalmaznak, mint a telített oldatok adott hőmérsékleten. Ebben az esetben az alacsony oldottanyag-tartalmú oldatokat hígnak, a magas tartalmúakat töménynek nevezzük.

Az oldat összetétele (és különösen az oldott anyag tartalma) kifejezhető különböző módokon mind dimenzió nélküli mértékegységek (törtek vagy százalékok), mind a méretértékek koncentrációja segítségével.

Az oldatok összetételének kifejezési módjai

Név és szimbólum	Meghatározás	Dimenzió		Jegyzet
A B oldott anyag tömeghányada, w (B)	A B oldott anyag tömegének (mB) és az oldat tömegének (mP) aránya.	Mérettelen mennyiség		100 tömegrészben az oldat 20 tömeg%-ot tartalmaz. beleértve a NaOH-t is
A B oldott anyag móltörte, xB	A második anyag (nB) mennyiségének aránya az oldatban lévő összes anyag teljes mennyiségéhez, beleértve az oldószert is (å ni = nB + n1 + n2 + ... ni)	Mérettelen mennyiség		xHCl = 0,02 ill xHCl = 2% -
A B anyag molalitása oldatban, Cm (B)	A B oldott anyag mennyiségének (nB) és az oldószer tömegének (mB) aránya kg-ban	mol/kg = Mn		Cm (H2S04) = 0,1 mol/kg Cm (H2S04) = 0,1 Mn oldatban 0,1 mol H2SO4 van 1 kg H2O-ban. A megoldást decimolárisnak nevezzük
A B, CB anyag moláris koncentrációja	A B oldott anyag mennyiségének (nB) és az oldat térfogatának (VP) aránya	mol/l = M		C(KCl) = 2 mol/l 1 liter oldat 2 mol KCl-t tartalmaz
B, Cec (B) anyagegyenértékek moláris koncentrációja	A B oldott anyag ekvivalenseinek számának (nekv.) az oldat térfogatához (VP) viszonyított aránya	mol/l = n		C eq (Na 2CO 3) = 0,01 mol/l C eq (Na 2CO 3 ) = 0,01 n 1 liter oldat 0,01 mol ekvivalens Na2CO3 - centimoláris oldatot tartalmaz
A B anyag ekvivalenseinek moláris koncentrációjának (Ceq (B)) szorzata az oldat térfogatával (VP) egyenlő az anyag egyenértékeinek számával (neq (B)). Ezért az ekvivalensek törvénye: nek (A) + nek (B) megoldásokra a következő formában van: C eq (A) · V P (A) = C eq (B) · V P (B). Ezt az egyenletet nagyon gyakran használják számításokban, különösen az analitikai kémiában.
A B anyag oldatának titere	Standard oldatkoncentráció, tömegével egyenlő B anyag (mB) 1 ml oldatban			T(NaCl)=0,0250 g/ml 1 ml oldat 0,0250 g NaCl-t tartalmaz

A legtöbb kristályos anyag a folyadékokban hő elnyelésével oldódik. Amikor azonban nátrium-hidroxidot, kálium-karbonátot, vízmentes réz-szulfátot és sok más anyagot feloldunk vízben, észrevehető hőmérsékletnövekedés következik be. Hő szabadul fel akkor is, amikor néhány folyadék és minden gáz feloldódik vízben.

Egy mól anyag feloldásakor elnyelt (vagy felszabaduló) hőmennyiséget az anyag oldódási hőjének nevezzük.

Az oldathőnek negatív értéke van, ha az oldódás során hőt vesz fel, és pozitív értéket, ha hő szabadul fel. Például az ammónium-nitrát oldódási hője 26,4 kJ/mol, a kálium-hidroxidé +55,6 kJ/mol stb.

Az oldódási folyamat a rendszer entrópiájának jelentős növekedésével jár együtt, mivel az egyik anyag részecskéinek egy másikban való egyenletes eloszlása ​​következtében a rendszer mikroállapotainak száma meredeken növekszik. Ezért a legtöbb kristály oldódásának endoterm jellege ellenére a rendszer Gibbs-energiájának változása az oldódás során negatív, és a folyamat spontán módon megy végbe.

Amikor a kristályok feloldódnak, megsemmisülnek, ami energiát igényel. Ezért az oldódást hőfelvételnek kell kísérnie. Ha az ellenkező hatást figyeljük meg, akkor ez azt mutatja, hogy az oldódással egyidejűleg valamilyen kölcsönhatás lép fel az oldószer és az oldott anyag között, melynek során több energia szabadul fel hő formájában, mint amennyi a kristályrács tönkremenetelénél elfogy.

Valójában mára megállapították, hogy amikor sok anyag feloldódik, molekuláik (vagy ionjaik) az oldószermolekulákkal együtt szolvátoknak nevezett vegyületeket képeznek (a latin szóból). megoldó feloldódik); ezt a folyamatot szolvációnak nevezik. Abban az esetben, ha az oldószer víz, ezeket a vegyületeket hidrátoknak, képződésük folyamatát pedig hidratációnak nevezzük.

A hidrátok általában instabil vegyületek, sok esetben az oldatok elpárolgása során lebomlanak. De néha a hidrátok olyan erősek, hogy amikor egy oldott anyag szabadul fel az oldatból, a víz a kristályok részévé válik. Azokat az anyagokat, amelyek kristályai vízmolekulákat tartalmaznak, kristályhidrátoknak, a bennük lévő vizet p-nek és --nek nevezzük. Vel t a l l i z a t i o i n o y.

A kristályos hidrátok összetételét általában képletekkel ábrázolják, amelyek megmutatják, hogy a kristályos hidrát mennyi kristályvizet tartalmaz. Például a réz-szulfát kristályos hidrát (réz-szulfát).

A kristályos hidrátokban az anyag és a kristályvíz közötti kötés erőssége változó. Sokan közülük már szobahőmérsékleten elveszítik a kristályvizet. Így átlátszó szódakristályok (HarCO 3-10H 2 O) könnyen „időznek”, elveszítik a kristályvizet, elhomályosulnak és fokozatosan porrá morzsolódnak. Más kristályos hidrátok dehidratálásához meglehetősen magas hő szükséges.

Az oldhatóság az anyag azon képessége, hogy egy adott oldószerben oldódjon. Egy anyag adott körülmények között való oldhatóságának mértéke annak telített oldatban való tartalma. Ezért számszerűen az oldhatóságot ugyanúgy lehet kifejezni, mint az összetételt, például az oldott anyag tömegének százalékos arányával a telített oldat tömegéhez viszonyítva, vagy az oldott anyag mennyiségével, amelyet 1 liter telített oldat tartalmaz. Az oldhatóságot gyakran egy olyan vízmentes anyag tömegegységeinek számával is kifejezik, amely adott körülmények között 100 tömegegységnyi oldószert telít; Néha az így kifejezett oldhatóságot oldhatósági együtthatónak nevezik.

A különféle anyagok vízben való oldhatósága nagyon változó. Ha több mint 10 g anyag oldódik 100 g vízben, akkor az ilyen anyagot általában jól oldódónak nevezik; ha egy anyagból 1 g-nál kevesebb oldódik, akkor gyengén oldódik, és végül gyakorlatilag oldhatatlan, ha 0,01 g-nál kevesebb anyag oldódik fel.

A legtöbb szilárd anyag feloldódása hőfelvétellel jár. Ez azzal magyarázható, hogy a szilárd test kristályrácsának tönkretételére jelentős mennyiségű energiát kell fordítani, amit általában nem kompenzál teljes mértékben a hidrátok (szolvátok) képződése során felszabaduló energia. Le Chatelier elvének alkalmazása a kristályos állapotú anyag és telített oldata közötti egyensúlyra

arra a következtetésre jutunk, hogy azokban az esetekben, amikor egy anyag feloldódik az energia elnyelésével, a hőmérséklet emelkedése az oldhatóságának növekedéséhez vezet

A legtöbb ilyen esetben a hőmérséklet emelkedésével a folyadékok kölcsönös oldhatósága addig növekszik, amíg el nem érik azt a hőmérsékletet, amelyen mindkét folyadék tetszőleges arányban keveredik.

Ha szilárd anyagokat vízben oldunk, a rendszer térfogata általában csak kis mértékben változik. Ezért az anyagok oldhatósága szilárd állapotban gyakorlatilag független a nyomástól.

A folyadékok is feloldódhatnak folyadékokban. Egy részük korlátlanul oldódik egymásban, azaz bármilyen arányban keverhető egymással, például alkohollal és vízzel, míg mások csak egy bizonyos határig oldódnak kölcsönösen.

Azt a hőmérsékletet, amelyen a folyadékok korlátozott kölcsönös oldhatósága korlátlanná változik, kritikus oldathőmérsékletnek nevezzük

eloszlási törvény, amely szerint a két egymással nem elegyedő oldószerben oldódni képes anyagot úgy osztják el közöttük, hogy ezekben az oldószerekben koncentrációinak aránya állandó legyen.a hőmérséklet állandó marad, függetlenül attól teljes szám oldott anyag:

C 1 / C 2 = K

Itt C 1 és C 2 az oldott anyag koncentrációja az első és a második oldószerben; /( az úgynevezett eloszlási együttható.

A gázok vízben való oldódása exoterm folyamat. Ezért a gázok oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken. Ha hagy egy pohárral hideg víz, akkor a belső falait gázbuborékok borítják - ez a vízben oldott levegő, amely a melegítés hatására kiszabadul belőle. A forralás képes eltávolítani az összes oldott levegőt a vízből.

A gázok szerves folyadékokban való oldódása azonban gyakran hőfelvétellel jár együtt; ilyen esetekben a gáz oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével nő.

Henry törvénye: Egy adott térfogatú folyadékban állandó hőmérsékleten feloldódó gáz tömege egyenesen arányos a gáz parciális nyomásával.

Henry törvénye kifejezhető az egyenlettel

C = kp

ahol C gáz tömegkoncentrációja telített oldatban; p parciális nyomás; k arányossági együttható, amelyet Henry-állandónak (vagy Henry-együtthatónak) neveznek.

Vegyük észre a Henry-törvény egy fontos következményét: egy adott térfogatú folyadékban állandó hőmérsékleten feloldódó gáz térfogata nem függ a parciális nyomásától.Ha egy folyadék felett több gáz keveréke van, akkor mindegyik oldhatóságát a parciális nyomás határozza meg..

Ezt figyelembe kell venni a más gázokkal kevert gázok oldhatóságának számításakor. A gázok nem nagyon engedelmeskednek Henry Pi törvényének magas nyomásokés ezenkívül csak abban az esetben, ha nem lépnek kémiai kölcsönhatásba az oldószerrel. Nagy nyomáson, amikor az összes gáz viselkedése jelentősen eltér az ideálistól, a Henry-törvénytől való eltérések olyan gázok esetében is megfigyelhetők, amelyek nem lépnek kémiai kölcsönhatásba az oldószerrel.

A legtöbb anyag oldhatósága csökken a hőmérséklet csökkenésével, így a forró telített oldatok lehűtésekor általában felesleges oldott anyag szabadul fel. Ha azonban a hűtést óvatosan és lassan végezzük, miközben megvédjük az oldatot attól, hogy az oldott anyag részecskéi kívülről bejussanak, akkor előfordulhat, hogy az oldatból nem szabadul fel. Ebben az esetben a keletkező oldat lényegesen több oldott anyagot tartalmaz, mint amennyi adott hőmérsékleten a telítéshez szükséges. Ezt a jelenséget T. E. Lovitz orosz akadémikus (1794) fedezte fel és tanulmányozta részletesen, aki az ilyen megoldásokat túltelítettnek nevezte. Nyugodt állapotban évekig változatlanok maradhatnak. De amint a benne oldott anyag egy kristályát az oldatba dobja, azonnal más kristályok kezdenek növekedni körülötte, és rövid idő múlva az oldott anyag teljes feleslege kikristályosodik. Néha a kristályosodás az oldat egyszerű rázásával, valamint egy üvegrúddal történő súrlódással kezdődik az edény falaihoz, amelyben az oldat található. A kristályosodás során jelentős mennyiségű hő szabadul fel, így az oldatot tartalmazó edény érezhetően felmelegszik. A túltelített oldatok nagyon könnyen keletkeznek Na 2 SO 4 - 10 H 2 O (Glauber só), Na 2B 4 0 7 - 10 H 2 O (bórax), Na 2 S 2 03-5 H 2 0 (nátrium-tioszulfát).

A fentiekből következik, hogy a túltelített oldatok instabil rendszerek, amelyek csak akkor képesek létezni, ha a rendszerben nincs oldott anyag szilárd részecskéi. Az ilyen oldatok hosszú távú létezésének lehetőségét a legkisebb „mag” kristályok, az úgynevezett kristályosodási központok kezdeti megjelenésének nehézsége magyarázza, amelyekből a kristályosodás az oldat teljes tömegére terjed.

a megoldás egy homogén rendszer. Az oldott anyag és az oldószer részecskéi véletlenszerű hőmozgásban vannak, és egyenletesen oszlanak el az oldat teljes térfogatában. Ha egy anyag, például cukor koncentrált oldatát helyezi egy hengerbe, és óvatosan önt rá egy réteg hígabb cukoroldatot, akkor kezdetben a cukor és a víz egyenlőtlenül oszlik el az oldatban.

. Egy idő után azonban a cukor- és vízmolekulák ismét egyenletesen oszlanak el a folyadék teljes térfogatában. Ez azért van így, mert a cukormolekulák véletlenszerűen mozogva tömény oldatból hígba és fordított irány; de ugyanakkor bármely idő alatt több cukormolekula kerül töményebb oldatból kevésbé töményebbé, mint híg oldatból koncentráltba. Ugyanígy a vízmolekulák különböző irányba mozognak, ugyanakkor a vízben gazdagabb híg oldatból több vízmolekula jut tömény oldatba, mint amennyi ugyanabban az időben az ellenkező irányba kerül. Így a cukor a tömény oldatból a híg oldatba, a víz pedig a híg oldatból a töménybe irányul; minden anyag átkerül oda, ahol alacsonyabb a koncentrációja. Az anyagnak ezt a spontán mozgási folyamatát, amely koncentrációjának kiegyenlítődéséhez vezet, diffúziónak nevezzük.

Különböző oldatok ozmózisnyomásának mérése során kiderült, hogy az ozmotikus nyomás nagysága függ az oldat koncentrációjától és hőmérsékletétől, de nem függ sem az oldott anyag természetétől, sem az oldószer jellegétől. 1886-ban van't Hoff kimutatta, hogy nem elektrolitok alacsony koncentrációjú oldatainál az ozmotikus nyomásnak az oldat hőmérsékletétől való függését a következő egyenlet fejezi ki (van't Hoff törvénye):

P = CRT

Itt Р az oldat ozmotikus nyomása, kPa; C moláris koncentrációja (molaritása), mol/l; R univerzális gázállandó, 8,314 J/(mol-K); Az oldat abszolút hőmérséklete.

Adott hőmérsékleten az egyes folyadékok feletti telített gőznyomás állandó. A tapasztalat azt mutatja, hogy ha egy anyagot feloldunk egy folyadékban, ennek a folyadéknak a telített gőznyomása csökken.

Így az oldószer telített gőznyomása egy oldat felett mindig alacsonyabb, mint egy tiszta oldószer felett ugyanazon a hőmérsékleten. Az ezen értékek közötti különbséget általában az oldat feletti gőznyomás-csökkenésnek (vagy az oldat gőznyomásának csökkenésének) nevezik. Ennek a csökkenésnek a nagyságának és a tiszta oldószer feletti telített gőznyomásnak az arányát az oldat feletti gőznyomás relatív csökkenésének nevezzük.

Jelöljük p-vel az oldószer telített gőznyomását a tiszta oldószer felett 0 , és az oldat fölött a folyón keresztül. Ekkor az oldat feletti gőznyomás relatív csökkenése töredéke lesz: (Po P)/Po

1887-ben Raoult francia fizikus, különféle nem illékony folyadékok és szilárd halmazállapotú anyagok oldatait tanulmányozva törvényt hozott létre, amely a gőznyomás csökkenésére vonatkozik a nem elektrolitok híg oldataihoz képest a következő koncentrációval:

Az oldószer telített gőznyomásának relatív csökkenése az oldat felett megegyezik az oldott anyag móltörtével.

A Raoult-törvény matematikai kifejezése a következő egyenlet:

(.Po P)/Po = Ni

Itt N2 oldott anyag mólfrakciója. Az oldat feletti telített gőznyomás csökkenésének jelensége Le Chatelier elvéből következik.

Az egyes anyagokat szigorúan meghatározott átmeneti hőmérsékletek jellemzik az egyik aggregációs állapotból a másikba (forráspont, olvadáspont, szublimációs hőmérséklet stb.). Tehát a víz normál légköri nyomáson (101,3 kPa) 0 °C-on kristályosodik és 100 °C-on forr.

Más a helyzet a megoldásokkal. Oldott anyag jelenléte növeli az oldószer forráspontját és csökkenti a fagyáspontját, és minél töményebb az oldat, annál erősebb. A legtöbb esetben csak az oldószer kristályosodik ki az oldatból (fagyasztáskor), vagy forr el (forralás közben), aminek következtében az oldat koncentrációja megnövekszik, ahogy fagy vagy forr. Ez viszont a forráspont még nagyobb növekedéséhez és a kristályosodási hőmérséklet csökkenéséhez vezet. Így az oldat nem egy bizonyos hőmérsékleten, hanem egy bizonyos hőmérsékleti tartományban kristályosodik és forr. Azt a hőmérsékletet, amelyen egy adott oldat kristályosodni kezd és forrni kezd, kristályosodási hőmérsékletének és forráspontjának nevezzük.

Az oldat forráspontjai közötti különbség (t To ) És tiszta oldószer(t RENDBEN ) az oldat forráspontjának növekedését (Δt To ). Egy tiszta oldószer fagyási hőmérséklete közötti különbség (t OZ) oldat (t Z ) az oldat fagyáspontjának csökkenésének (Δt Z).

Δt k = t k t ok; Δt Z = t OZ t Z.

Bármely folyadék azon a hőmérsékleten kezd forrni, amelyen telített gőzének nyomása eléri a külső nyomást. Például a 101,3 kPa nyomású víz 100°C-on forr, mert ezen a hőmérsékleten a vízgőznyomás pontosan 101,3 kPa. Ha feloldunk valamilyen nem illékony anyagot vízben, annak gőznyomása csökken. Ahhoz, hogy a kapott oldat gőznyomása 101,3 kPa legyen, az oldatot 100 °C fölé kell melegíteni. Ebből következik, hogy az oldat forráspontja mindig magasabb, mint a tiszta oldószer forráspontja. Hasonló módon magyarázzuk az oldatok fagyáspontjának csökkenését.

Az oldatok forráspontjának növelése és fagyáspontjának csökkenése megfelel Le Chatelier elvének. Tekintsük az oldat fagyasztásának folyamatát. Legyen egyensúly a folyékony és a szilárd fázis között, például a víz és a jég között 0 °C-on. A következő egyenlettel fejezhető ki:

H 2 O (K) H + + OH

Ha egy bizonyos mennyiségű anyagot feloldunk a vízben, akkor a folyadékban lévő vízmolekulák koncentrációja csökken, és elindul egy folyamat, amely ezt növeli - a jég olvadása. Az új egyensúly megteremtéséhez csökkenteni kell a hőmérsékletet.

Raoult második törvénye szerint: a nem elektrolitok híg oldatainál a forráspont növekedése és a fagyáspont csökkenése arányos az oldat koncentrációjával.

ΔT K = E·S m (B); ΔТ З = К·С m (V).

Itt С m (B) - moláris koncentráció; E és K ebullioszkópos és krioszkópikus állandók, amelyek csak az oldószer jellegétől függenek, de nem függenek az oldott anyag természetétől. A víz esetében a krioszkópikus K állandó 1,86, az E ebullioszkópos állandó: 0,52. Az anyagok molekulatömegének meghatározására szolgáló ebullioszkópos és krioszkópos módszerek az oldatok forrás- és fagyhőmérsékletének mérésén alapulnak.

Pufferoldatokoldatok, amelyek hidrogénion-koncentrációja (pH) korlátozott mennyiség hozzáadásával nem változik erős sav vagy lúgos (lásd pH érték). B.r. egy gyenge sav és egy erős bázis sója, vagy fordítva, egy gyenge bázis és egy erős sav sója keverékéből áll, például: CH 3 COOH+CH 3 COONa-acetát puffer, NH 4 OH+NHCI ammónia puffer. Néha B.r. szolgálhat egy többbázisú gyenge sav és egy erős bázis két savas vagy savas és bázikus sója oldatának keverékeként. Például a foszfát B.r. a következő párokból állhat: 1) H 3 PO 4 + NaH 2 PO 4; 2) NaH2PO4 + Na2HPO4; 3) Na 2 HPO 4 + Na 3 PO 4 és karbonát 1) H-ból 2 CO 3 + NaHCO 3; 2) NaHCO 3 + Na 2 CO 3 . B.r. keresete. két egymással összefüggő egyensúlyi rendszer jelenléte határozza meg: a disszociáció és a hidrolízis. A hatáshatárok meghatározására a B.r. bevezetik a pufferkapacitás fogalmát, amelyet az erős sav vagy bázis mennyiségével mérnek (g-ekvivalensben), amelyet 1 liter B.R-hez kell adni ahhoz, hogy a pH-t eggyel eltolja. A maximális pufferkapacitás az egyenértékű mennyiségben lévő komponensek tartalmának felel meg. Az alacsony ásványianyag-tartalmú természetes vizekben a pufferelést elsősorban a karbonátok, pl. szabad szénsav és erős bázis sói (Ca, Mg, Na). A tengervizekben a borát puffer is részt vesz a pufferképzésben. A tengervíz pufferkapacitása 0 O C 11-szer magasabb, mint a 35-ös koncentrációjú NaCl oldatéóóó és 9-szer magasabb, mint a desztillált vízé. 30-kor O A többlet 25, illetve 19-szeres. A tengervíz pufferkapacitásának ez a hőmérséklet-emelkedése a pufferkapacitást alkotó komponensek fokozott disszociációjához és hidrolíziséhez kapcsolódik. A desztillált víz pufferkapacitása valamivel nagyobb, mint a NaCl oldaté, a CO jobb oldhatósága miatt 2 . Mivel a pH-érték nem a komponensek koncentrációjától, hanem azok arányától függ, a B.r. állandó marad. Ugyanakkor a természetes vizek nagy pufferkapacitása ellenére a fotoszintézis (lásd) vagy a légzés folyamatai erősen befolyásolják a pH-értéket, mivel ez megváltoztatja a CO-koncentrációk közötti kapcsolatot. 2 és НСО 3 . B.r. fontos szerepet játszanak az élő szervezetekben. Hozzá kell tenni, hogy a szigorúan rögzített pH-értékeket magasabb rendű állatok és emberek különböző szerveiben általában nem egy, hanem az egész rendszert B.r. például a vérben pufferoldatok karbonátok és foszfátok alapúak. A tározóba kerülő savas vagy lúgos szennyvizet a természetes vizek karbonát pufferrendszere semlegesíti. Ez segít fenntartani a víz állandó pH-értékét, amikor a vízkezelés során reagenseket viszünk be. A biológiai szennyvíztisztítás során (lásd) a mikrobiális életfolyamatok normális működéséhez szükséges optimális pH értékeket pufferrendszerek (karbonát-, ammónium- és foszfátrendszerek) jelenléte tartják fenn. Ezen kívül B.r. széles körben használják a víz kémiai elemzésében.

Víz és oldatok 8. oldal

Vízben való oldhatóságuk szerint minden anyagot három csoportra osztanak: 1) jól oldódó, 2) gyengén oldódó és 3) gyakorlatilag oldhatatlan. Ez utóbbiakat oldhatatlan anyagoknak is nevezik. Meg kell azonban jegyezni, hogy nincsenek teljesen oldhatatlan anyagok. Ha vízbe merítünk egy üvegrudat, arany- vagy ezüstdarabot, akkor is elhanyagolható mennyiségben oldódnak fel a vízben. Az üveg, fémek és egyes sók olyan anyagok (szilárd anyagok), amelyek gyakorlatilag vízben oldhatatlanok. Ezeknek tartalmazniuk kell a kerozint is, növényi olaj(folyékony anyagok), nemesgázok (gáznemű anyagok).

A vízben gyengén oldódó anyagok példái közé tartozik a gipsz, ólom-szulfát (szilárd anyagok), dietil-éter, benzol (folyékony anyagok), metán, nitrogén, oxigén (gáznemű anyagok).

Sok anyag nagyon jól oldódik vízben. Ilyen anyagok például a cukor, réz-szulfát, nátrium-hidroxid (szilárd anyagok), alkohol, aceton (folyékony anyagok), hidrogén-klorid, ammónia (gáznemű anyagok).

A fenti példákból az következik, hogy az oldhatóság elsősorban az anyagok természetétől függ. Ezenkívül a hőmérséklettől és a nyomástól is függ. Magát az oldódási folyamatot az oldható anyag és az oldószer részecskéinek kölcsönhatása határozza meg; ez egy spontán folyamat.

Az oldatba jutó és az oldatból kikerülő részecskék számának túlsúlyának aránya alapján telített, telítetlen és túltelített oldatokat különböztetünk meg. Másrészt az oldott anyag és az oldószer relatív mennyisége alapján az oldatokat híg és koncentrált részekre osztják.

Telítettnek nevezzük azt az oldatot, amelyben egy adott anyag adott hőmérsékleten már nem oldódik, azaz az oldott anyaggal egyensúlyban lévő oldatot, és telítetlennek nevezzük azt az oldatot, amelyben egy adott anyag további mennyisége még feloldható. .

A képződő anyag tömegének aránya telített adott hőmérsékletű oldatot az oldószer tömegére vonatkoztatva az anyag oldhatóságának (7.3.1.), vagy oldhatósági együtthatójának (7.3.2.) nevezzük:

(7.3.1), (7.3.2).

Az oldhatóság fogalma értelmetlen az egymásban teljesen oldódó anyagoknál (etil-alkohol - víz).

Az anyagok oldhatóságának függése a hőmérséklettől és az oldószer jellegétől. Az anyagok oldhatósága jelentősen függ az oldott anyag és az oldószer természetétől, a hőmérséklettől és a nyomástól. Még a múlt évezred közepén kísérletileg bevezették azt a szabályt, hogy a hasonló feloldódik hasonlóvá. Így az ionos (sók, lúgok) vagy kovalens-poláros (alkoholok, aldehidek) kötéssel rendelkező anyagok jól oldódnak poláris oldószerekben, elsősorban vízben. Ezzel szemben az oxigén oldhatósága például benzolban egy nagyságrenddel nagyobb, mint vízben, mivel az O 2 és C 6 H 6 molekulák nem polárisak.

A szilárd anyagok túlnyomó többségénél az oldhatóság a hőmérséklet emelkedésével nő.

Ha a melegítéskor telített oldatot óvatosan lehűtjük, hogy ne szabaduljanak fel sókristályok, túltelített oldat képződik. Egy oldatot túltelítettnek nevezünk, ha adott hőmérsékleten több oldott anyagot tartalmaz, mint egy telített oldat. A túltelített oldat instabil, és amikor a körülmények megváltoznak (rázzák vagy a kristályosodás céljából magot adnak az oldathoz), csapadék képződik, amely felett telített oldat marad.

A szilárd anyagokkal ellentétben a gázok oldhatósága vízben csökken a hőmérséklet emelkedésével, ami az oldott anyag és az oldószer molekulái közötti kötés törékenységének köszönhető. Egy másik fontos törvény, amely a gázok folyadékban való oldhatóságát írja le, a Henry-törvény: A gáz oldhatósága egyenesen arányos a folyadék feletti nyomásával.