Определение решения
Раствор представляет собой гомогенную смесь растворитель а также растворенное вещество молекулы. Растворитель – это вещество, которое растворяет другое вещество, разделяя молекулы в результате электрохимических взаимодействий. Затем растворенное вещество диффундирует через растворитель до тех пор, пока концентрация не станет равной во всех частях раствора. Раствор может быть жидким, твердым или газообразным. Кроме того, раствор может представлять собой смесь жидкостей, газов и твердых веществ. В некоторых случаях, таких как морская вода, раствор состоит из множества различных типов растворенных веществ, таких как соли, кислород и органические молекулы.
Типы решений
Полярные и неполярные решения
Полярный раствор создается, когда полярный растворитель растворяет полярный раствор. Противоположные заряды на молекулах растворителя взаимодействуют с противоположными зарядами на молекулах растворенного вещества, что распределяет их по всему растворителю. В полярном растворе связи статически заряжены, так как они не изменяются. Это не случай неполярного решения.
В неполярном растворе тот же принцип противоположных зарядов, действующих друг на друга, заставляет растворитель растворять растворенное вещество. Однако неполярные молекулы не имеют статических зарядов. Вместо этого электроны иногда группируются на одной стороне молекула, Эта отрицательная область отталкивает электроны от других молекул и создает положительные области заряда. Эти индуцированные заряды движутся по всему раствору, перемешивая его и перемещая растворенные молекулы вокруг.
Кислотные и основные растворы
В биологических системах важна кислотность раствора. Если раствор слишком кислый или слишком основной, белки в клетка потеряет свою форму и не будет функционировать должным образом. Вода является растворителем в большинстве биологических систем, и многие химические вещества могут изменить кислотность воды. Клетки имеют много механизмов для поддержания кислот и основы их клеток сбалансированными. Клетки активно перемещают свободные радикалы (заряженные молекулы) и кислотные протоны из клетки, когда это необходимо. Некоторые клетки могут также производить буферы или химические вещества, которые, как правило, удерживают раствор при определенной кислотности. Ученые используют шкалу рН для измерения кислотности, которая является функцией концентрации протонов, присутствующих в воде. Чем больше протонов, тем более кислый раствор.
Примеры решения
Питательные вещества в почве
Растения нуждаются в доступе к питательным веществам и минералам в почве, чтобы выжить. Чтобы получить эти питательные вещества и минералы, растения должны распространять питательные вещества через мембраны своих корней. Для этого питательные вещества должны быть растворены водой. Затем раствор омывает корни, и белки, внедренные в корневые мембраны, могут транспортировать питательные вещества в клетки. Как только клетки получают питательные вещества, больше воды затопляет клетки. Этот механизм в растениях позволяет воде и питательным веществам течь от корней до верхних листьев, даже в самых высоких деревьях. На листьях растение пропускает воду в воздух, позволяя осмотическое давление продолжать заставлять питательные вещества и поливать листья. Это все возможно, потому что вода является отличным решением, которое создает решения, необходимые для жизни.
Цветочный нектар
Многие цветы производят решение в своих цветах, которое привлекает пчел, птиц и других опылителей. Раствор использует растворитель воды и растворенного сахара. Вода – это полярный растворитель, а сахар – это полярный раствор. Вместе они составляют полярное решение. Этот водно-сахарный раствор обеспечивает легко усваиваемый источник питания для опылителей. Пчелы используют раствор для создания меда, еще один более вязкий раствор, используемый для кормления молодняка. Колибри и некоторые другие опылители просто используют решение для энергии. Хотя это может показаться не таким уж большим, узы сахара упаковывают огромное количество энергии. Фактически, даже человеческое тело полагается на глюкозу для получения энергии. Большая часть сахара, который мы едим, поступает из фруктов и овощей, и находится в более сложной форме, которую наше тело должно разрушить.
- растворенное вещество – Молекулы, которые растворяются в растворе.
- растворитель – Материал или вещество, которое растворяет молекулы растворенного вещества в растворе.
- полярность – Количество положительных и отрицательных зарядов, которые имеет молекула, и как они взаимодействуют.
- концентрация – Количество растворенного растворенного вещества на объем растворителя в растворе.
викторина
1. Вы пьете газировку. В нем есть сахар, вода и углекислый газ. Какие из них являются растворенными веществами в этом решении?A. сахарB. Все триC. Сахар и углекислый газ
Ответ на вопрос № 1
С верно. В этом случае вода действует как растворитель, распределяя и удерживая сахар и воду. Тем не менее, после того, как вы откроете соду, углекислый газ будет содержаться в более высокой концентрации, чем в атмосфере. Таким образом, СО2 имеет тенденцию выходить из банки, заставляя вашу газировку выходить из строя. Углекислый газ может легко диффундировать из воды, потому что это не полярная молекула, С другой стороны, сахар существует в виде растворенного твердого вещества и представляет собой полярную молекулу и будет оставаться в растворе до тех пор, пока вода не испарится.
2. Если у вас когда-либо был аквариум, вы знаете, что барботеры важны. Барботер – это небольшое устройство, которое генерирует пузыри на дне резервуара и позволяет им подниматься наверх. Пока они поднимаются, пузырьки рассеивают кислород в воде. Рыбе нужен этот кислород, чтобы выжить. Если вода в резервуаре – это раствор, что такое растворенное вещество и растворитель?A. Растворитель = H2O, растворенный = кислородB. Растворитель = кислород, растворенный = H2OC. Растворитель = Кислород, Растворенный = Кислород
Ответ на вопрос № 2
верно. Кислород представляет собой полярную молекулу, которая может быть растворена растворителем, водой. В то время как «резервуарная вода» является решением, чистая вода является растворителем. Вода в резервуаре включает в себя все растворенные вещества в резервуаре, включая кислород, минералы, углекислый газ и многие другие.
3. Концентрация протонов, растворенных в воде, является мерой кислотности раствора. Ученые разработали шкалу рН как быструю ссылку на количество протонов в растворе. Кислоты ближе к 0, а основные растворы ближе к 14. Ниже приведены значения pH различных растворов. Какой из них имеет наиболее растворенные протоны?A. 12B. 4C. 5
Ответ на вопрос № 3
В верно. Чем ближе к 0, тем кислотнее. Следовательно, раствор с наименьшим числом будет иметь наибольшую концентрацию протонов. Из них pH 4 является самым низким. Раствор с рН 12 будет почти не иметь свободных водородов по сравнению с растворами 4 и 5. Однако раствор с рН 4 будет иметь много, намного больше протонов, чем раствор с рН 5.