Apskatīt Šķīdums izejas kodu

'''Šķīdums''' ir stabila homogēna [[Dispersā sistēma|dispersa sistēma]] jeb vairākkomponenšu vienfāzes sistēma. Dispersās sistēmas, kas atbilst sniegtajai definīcijai, mēdz precizējoši saukt par īstajiem šķīdumiem.

== Pamatjēdzieni ==

* dispersa sistēma — sistēma, kurā viena [[viela]] daļiņu ([[Atoms|atomu]], [[Molekula|molekulu]], [[Jons|jonu]]) veidā ir izkliedēta citā vielā
* homogēna sistēma — viendabīga sistēma
* stabila sistēma — sistēma, kas bez ārēju spēku iedarbības paliek nemainīga
* dispersā fāze — izkliedētā viela
* dispersijas vide — viela, kurā izkliedēta cita viela
* [[šķīdinātājs]] — viela, kas šķīdumā saglabā savu [[Agregātstāvoklis|agregātstāvokli]] (ja šķīdumu veido divi vai vairāki [[Šķidrums|šķidrumi]], tad par izšķīdušo vielu uzskata to, kura pēc atdzesēšanas [[Kristalizācija|izkristalizējas]] pirmā; ja šķīdumu veido divas vai vairākas viena agregātstāvokļa vielas, par šķīdinātāju var uzskatīt to, kura ir pārākumā)
* dispersijas pakāpe — dispersās fāzes sasmalcinātības pakāpe

== Šķīdumu piemēri ==
Šķīdumi, izšķīdušās vielas un šķīdinātāji var atrasties jebkurā agregātstāvoklī.

<table class="wikitable">
<tr>
  <th colspan="2" rowspan="2">Šķīdumu piemēri</th>
  <th colspan="3">Izšķīdusī viela</th>

<tr>
  <th>Gāze</th>
  <th>Šķidrums</th>
  <th>Cietviela</th>
</tr>
<tr>
  <th rowspan="3">Šķīdinātājs</th>
  <th>Gāzveida</th>
  <td>[[Skābeklis]] un citas gāzes [[slāpeklis|slāpeklī]] (gaiss)</td>
  <td>ūdens tvaiks [[Zemes atmosfēra|gaisā]] (gaisa mitrums)</td>
  <td>[[Jods (elements)]] [[sublimācija (fizikā)|sublimējas]] gaisā</td>
</tr>
<tr>
  <th>Šķidrs</th>
  <td>[[Oglekļa dioksīds]] [[Ūdens|ūdenī]] (gāzētais ūdens)</td>
  <td>[[Etanols]] ūdenī; dažādi [[ogļūdeņradis|ogļūdeņraži]] cits citā ([[nafta]])</td>
  <td>[[Saharoze]] (cukurs) ūdenī; [[nātrija hlorīds]] (sāls) ūdenī; [[zelts]] [[dzīvsudrabs|dzīvsudrabā]], veidojot amalgamu</td>
</tr>
<tr>
  <th>Ciets</th>
  <td>[[Ūdeņradis]] diezgan labi šķīst [[Metāli|metālos]]. Ir bijuši mēģinājumi ūdeņraža uzglabāšanai lietot [[pallādijs|pallādiju]]. Šo efektu lietoja arī aukstās kodolsintēzes eksperimentiem</td>
  <td>[[Heksāns]] [[parafīns|parafīnā]], [[dzīvsudrabs]] [[Zelts|zeltā]]</td>
  <td>[[Tērauds]], [[dūralumīnijs]], citi metālu sakausējumi</td>
</tr>
</table>

== Šķīdumu veidošanās ==
Nosacīti šķīduma veidošanās norisinās trīs pakāpēs.

# Šķīdinātāja [[Nekovalentā mijiedarbība|molekulu savstarpējo mijiedarbības spēku]] (van der Vālsa, elektrostatiskie spēki, [[ūdeņraža saite]]) pārvarēšana, saukta arī par šķīdinātāja molekulu izplešanu. Šajā procesā tiek patērēta [[enerģija]].
# Šķīdināmās vielas daļiņu savstarpējo mijiedarbības spēku pārvarēšana. Tiek patērēta enerģija.
# Mijiedarbība starp šķīdinātāja un šķīdināmās vielas daļiņām jeb šķīduma veidošanās process. Visbiežāk šajā procesā enerģija izdalās. Vispārīgā veidā šo procesu sauc par solvatāciju un tā produktus sauc par solvātiem. Ja šķīdinātājs ir ūdens, procesu pieņemts saukt par hidratāciju un produktus — par hidrātiem.

Tādējādi šķīšana ir fizikāli ķīmisks process, kas noris jo pilnīgāk, jo noturīgāka saistība rodas starp šķīdinātāju un šķīdināmo vielu.<ref name=":0">{{Grāmatas atsauce|title=Vispārīgā ķīmija|last=Kokars|first=Valdis|publisher=Rīgas Tehniskā universitāte|year=2009|isbn=978-9984-32-700-6|pages=143.—159}}</ref> Šķīšana var būt eksotermiska (visbiežāk) vai endotermiska, tās siltumefektu ([[Entalpija|entalpijas]] kopējo izmaiņu) nosaka no visu trīs pakāpju siltumefektiem:

<math>\Delta H_{sk}=\Delta H_1+\Delta H_2+\Delta H_{solvat}</math>.

Vielas ar polāru [[Kovalentā saite|kovalento saiti]] vai [[Jonu saite|jonu saiti]] labāk šķīst polāros šķīdinātājos (ūdens un citi), savukārt, vielas ar nepolāru kovalento saiti labāk šķīst nepolāros šķīdinātājos ([[benzols]] u.c.).

== Šķīdība ==
Cieto vielu šķīdību parasti raksturo izšķīdušās vielas un šķīdinātāja masu attiecība piesātinātā šķīdumā, visbiežāk to izsaka ar vielas masu [[Grams|gramos]], kas noteiktā [[Temperatūra|temperatūrā]] spēj izšķīst 100 g šķīdinātāja. Ja vielas šķīšana norisinās ar siltuma uzņemšanu, tad temperatūras paaugstināšana šīs vielas šķīdību palielina. Turpretī, ja, vielai šķīstot, [[siltums]] izdalās, tad temperatūras paaugstināšana vielas šķīdību samazina.

Gāzes šķīdību noteiktā temperatūrā izsaka ar gāzes masu, kas 101 325 [[Paskāls|Pa]] [[Spiediens|kopspiedienā]] (gāzes un šķīdinātāja [[Piesātināts tvaiks|piesātināta tvaika]] spiedienu summa) izšķīst 100 g šķīdinātāja. Gāzes tilpums — [[Normāli apstākļi|normālos apstākļos]]. Gāzes, kas mijiedarbojas ar šķīdinātāju, šķīst labāk nekā gāzes, kuru daļiņas saistās ar šķīdinātāja molekulām tikai ar van der Vālsa spēkiem. Gāzēm, kas [[Ķīmiskā reakcija|nereaģē]] ar šķīdinātāju, ir spēkā [[Henri likums]]: nemainīgā temperatūrā noteiktā šķīdinātāja tilpumā izšķīdušās gāzes [[Vielas daudzums|daudzums]] ir [[Proporcija|proporcionāls]] šīs gāzes spiedienam virs šķīduma:

<math>c_A=k\cdot p_A</math>,

kur <math>c_A</math> ir izšķīdušās gāzes [[koncentrācija]], <math>p_A</math>ir šīs gāzes spiediens virs šķīduma, <math>k</math> ir proporcionalitātes (Henri) [[Fizikāla konstante|konstante]]:

<math>k=\frac{c_A}{c_g}</math>,

kur <math>c_g</math> ir gāzes koncentrācija virs šķīduma. Šī attiecība pie noteiktas temperatūras ir konstants lielums.

Gāzes absorbcijas koeficients norāda, kādu tilpumu dotās gāzes [[Absorpcija (ķīmija)|absorbē]] šķīdinātāja tilpuma vienība normālos apstākļos. Gāzes šķīdība pieaug, palielinot sistēmas spiedienu. Paaugstinot temperatūru, gāzes šķīdība samazinās.

== Šķīdumu skaitliskais sastāvs ==

=== Izšķīdušās vielas daļa ===

* <u>Izšķīdušās vielas</u> <math>S</math> <u>masas daļa</u> <math>w</math> ir šīs vielas masas attiecība pret šķīduma kopējo masu:

<math>w_S=\frac{m_S}{\Sigma m}</math> vai <math>w_S=\frac{m_S}{\Sigma m}\cdot 100%</math>.

* <u>Izšķīdušās vielas</u> <math>S</math> <u>daudzumdaļa</u> (moldaļa) <math>\chi</math> ir šīs vielas daudzuma attiecība pret šīs vielas un šķīdinātāja (solventa) summāro daudzumu:

<math>\chi_S=\frac{n_s}{n_s+n_{solv}}</math> vai <math>\chi_s=\frac{n_s}{n_s+n_{solv}}\cdot 100%</math>.

* <u>Izšķīdušās vielas</u> <math>S</math> <u>tilpumdaļa</u> <math>\phi</math> ir šīs vielas tilpuma attiecība pret šīs vielas un šķīdinātāja tilpumu summu pirms šķīdināšanas:

<math>\phi_S=\frac{V_S}{\Sigma V}</math> vai <math>\phi_S=\frac{V_S}{\Sigma V}\cdot 100%</math>.

=== Šķīdināmās vielas attiecība pret šķīdinātāju ===

* <u>Masu attiecība</u> ir šķīdināmās vielas <math>S</math> masas attiecība pret šķīdinātāja masu:

<math>\frac{m_S}{m_{solv}}</math>.

* <u>Molalitāte</u> <math>b_S</math> ir izšķīdušās vielas <math>S</math> daudzums vienā kilogramā šķīdinātāja:

<math>b_S=\frac{n_S}{m_{solv}}=\frac{m_S}{M_S\cdot m_{solv}}</math>.

* <u>Tilpumattiecība</u> ir šķīdināmās vielas <math>S</math> tilpuma attiecība pret šķīdinātāja tilpumu:

<math>\frac{V_S}{V_{solv}}</math>.

=== Izšķīdušās vielas koncentrācija ===

* <u>Izšķīdušās vielas</u> <math>S</math> <u>daudzumkoncentrācija</u> (molārā koncentrācija) <math>c_S</math> ir šīs vielas daudzums vienā litrā šķīduma:

<math>c_S=\frac{n_S}{V_{sk}}=\frac{m_S}{M_S\cdot V_{sk}}</math>.

* <u>Izšķīdušās vielas</u> <math>S</math> <u>ekvivalentu molārā koncentrācija</u> (normālā koncentrācija) <math>c_{E,S}</math> ir šīs [[Vielas ekvivalents|vielas ekvivalentu]] skaits vienā litrā šķīduma:

<math>c_{E,S}=\frac{n_{E,S}}{V_{sk}}</math> .

* <u>Izšķīdušās vielas</u> <math>S</math> <u>masas koncentrācija</u> <math>\gamma</math> ir šīs vielas masas attiecība pret šķīduma tilpumu:

<math>\gamma=\frac{m_S}{V_{sk}}</math>.

== Šķīdumu iedalījums ==

Pēc izšķīdušo vielu daudzuma šķīdumus iedala šādi.
* Nepiesātināti šķīdumi. Šķīdumi, kuros dotajos apstākļos vēl var izšķīdināt izšķīdušo vielu. Tie ir [[Termodinamika|termodinamiski]] stabili.
* Piesātināti šķīdumi. Šķīdumi, kuros dotajos apstākļos izšķīdusī viela ir līdzsvarā ar šķīdumu. Tie ir termodinamiski stabili.
* [[pārsātināts šķīdums|Pārsātināti šķīdumi]]. Šķīdumi, kuros ir vairāk izšķīdušās vielas, nekā dotajos apstākļos tur iespējams izšķīdināt. Tie ir termodinamiski nestabili.
Vēl šķīdumus var iedalīt pēc to veidojošo vielu spējas vadīt [[Elektriskā strāva|elektrisko strāvu]], tādējādi izšķirot

* [[Elektrolīts|elektrolītu]] šķīdumus un
* neelektrolītu šķīdumus.

== Šķīdumu koligatīvās īpašības ==
[[Šķīdumu koligatīvās īpašības]] ir īpašības, kuras nosaka izšķīdušās vielas daļiņu tieksme mijiedarboties ar šķīdinātāja molekulām un kuru izpausme ir atkarīga tikai no izšķīdušās vielas daļiņu koncentrācijas. Starp šīm īpašībām ir [[Viršanas temperatūra|viršanas]] un [[Sasalšana|sasalšanas]] temperatūra, [[osmotiskais spiediens]] u.c.

== Atsauces ==

[[Kategorija:Šķīdumi| ]]
<references />{{autoritatīvā vadība}}