Tretësirat

Uji me kripë është një tretësirë e përftuar nga kripa (lënda tretëse) dhe uji (lënda e tretur).

Tretësirat janë të llojeve të ndryshme dhe ndahen në bashkësi sipas gjendjes së lëndës së tretur dhe asaj tretëse ose përqendrimit të tyre. Njohuritë mbi tretësirat na ndihmojnë të kuptojmë lidhjet kimike që ndodhin gjatë veprimtarisë së përditshme si gatimi, mjekësia dhe prodhimi industrial. Tretësirat mund të ndahen sipas këtyre bashkësive:

Sipas gjendjes së lëndës

Tretësirat i gjejmë në gjendje të ngurtë, të lëngët ose të gaztë, në varësi të gjendjes së lëndës tretëse. 

• Tek tretësirat e ngurta, si lënda e tretur, si lënda tretëse është në gjendje të ngurtë. Shembuj të tretësirave të ngurta janë bashkimet metalike (aliazhet) si bronxi (bashkimii bakrit dhe kallajit) apo tunxhi (bashkimi i bakrit me zinkun).

• Tek tretësirat e lëngshme, lënda tretëse është në gjendje të lëngshme, ndërsa lënda e tretur mund të jetë si në gjendje të ngurtë, ashtu edhe në gjendje të lëngshme ose të gaztë. Uji me kripë është shembulli më i njohur i një tretësire ku lënda tretëse (uji) është në gjendje të lëngshme, ndërsa lënda e tretur (kripa) është në gjendje të ngurtë.

• Tek tretësirat e gazta, lënda tretëse është në gjendje të gaztë, ndërsa lënda e tretur mund të jetë në gjendje të gaztë ose të lëngshme. Ajri është shembulli më i njohur i një tretësire ku lënda tretëse është gazi i nitrogjenit, ndërsa lënda e tretur është gazi i oksigjenit dhe gazra të tjera.

Sipas përçueshmërisë elektrike

Tretësirat mund të ndahen sipas aftësisë për të përcjellë rrymën elektrike.

• Tretësirat elektrolite përmbajnë jone dhe mund të përcjellin rrymën elektrike, si për shembull uji i kripur ose tretësirat e acideve dhe të bazave.

• Tretësirat joelektrolite nuk përmbajnë jone e për rrjedhojë nuk përcjellin rrymën elektrike, si për shembull uji me sheqer.

Përqëndrimi është shkalla që tregon sasinë e lëndës së tretur në një tretësirë. Ajo përshkruan në gjuhën matematikore “fortësinë” ose “dobësinë” e tretësirës. Për matjen e përqendrimit mund të përdoren njësi matëse të ndryshme. Këto njësi matëse gjejnë përdorim në fusha të ndryshme si kimia, biologjia, mjekësia dhe industria.

Përqindja në masë na tregon sa është përqindja e lëndës së tretur në tretësirë, kundrejt lëndës tretëse. Në gjuhë matematikore kjo njësi llogaritet duke përdorur këtë formulë:

Përqindja në masë = Sasia e lëndës së tretur / Sasia e lëndës tretëse ​× 100

Kjo njësi përdoret shpesh tek etiketat e ushqimeve, të barnave dhe të lëndëve kimike industriale. Për shembull, një tretësirë fiziologjike (që në gjuhën e përditshme njerëzit i thonë serum) mund të ketë të shënuar se përmban 0.9% klorur natriumi (kripë) në masë. Kjo do të thotë se në çdo 100 gram tretësirë, 0.9% është klorur natriumi dhe 99.1% është ujë.

Paraqitje skematike e përqindjes në masë.

Paraqitje skematike e përqindjes në vëllim.

Tretshmëria tregon aftësinë e lëndës për tu tretur dhe për të krijuar një tretësirë të njëtrajtshme, në një temperaturë dhe trysni të caktuar. Kjo veti ndryshon në varësi të llojit të lëndës tretëse. Tretshmëria shprehet përgjithësisht në gram lënde të tretur për 100 gr lënde tretëse, ose si mole për litër, tek tretësirat ujore. Për shembull, në temperaturë dhome, rreth 36 gram kripë (klorur natriumi - NaCl) mund të treten në 100 gr ujë.

Shkalla e tretshmërisë së lëndës tregon nëse lënda e tretur në një tretës të caktuar është e llojit të tretshëm, pak të tretshëm dhe të patretshëm. Dmth tregon nëse lënda e tretur është tretur plotësisht, është tretur pjesërisht apo nuk është tretur fare. Lëndët si sheqeri dhe kripa kanë shkallë të lartë tretshmërie. Ndërsa lëndë të tjera si vaji, janë të patretshme. Kjo veti e lëndëve të tretura merr rëndësi në fushat e mjekësisë, shkencës mjedisore dhe kimisë ushqimore, ku tretshmëria ndikon rendimentin dhe përdorshmërinë e tretësirave.

Ndikuesit e tretshmërisë

Shkalla e tretshmërisë ndikohet nga përbërja kimike e lëndës së tretur dhe asaj tretëse. Parimi “të ngjashmet tretin të ngjashme” nënkupton që lëndët e tretura me polaritet treten mirë tek lëndët tretëse me polaritet (kripa në ujë), dhe anajselltas për lëndët pa polaritet (vaji në heksan) Ndërveprimet e fuqishme ndërmolekulare mes molekulave të ngjashme rrisin shkallën e tretshmërisë.

Temperatura

Shkalla e tretshmërisë ndikohet nga temperatura, por veprimi tretës ndryshon në varësi të gjendjes së lëndës së tretur.

• Për tretjen e lëndëve të ngurta në lëngje, shkalla e tretshmërisë rritet përgjithësisht duke rritur temperaturën, sepse nxehtësia u jep molekulave tretëse fuqinë e nevojshme për të shkëputur lidhjet ndërmolekulare tek lënda e tretur.

• Për tretjen e lëndëve të gazta në lëngje, shkalla e tretshmërisë ulet me rritjen e temperaturës, sepse gazrat priren të largohen nga tretësira kur nxehen. Prandaj dhe gazozat e humbasin më shpejt gazin kur janë të ngrohta.

Trysnia

Shkalla e tretshmërisë së lëngjeve dhe gazrave ndikohet nga trysnia. Sipas ligjit të Henrit (Henry), gazrat bëhen më të tretshme kur rritet trysnia. Për shembull, tek kanaçet e gazozave, dioksidi i karbonit tretet në lëng si rrjedhojë e trysnisë së lartë brenda në enë. Prandaj dhe kur hapim kanaçen ose shishen, krijohen bulza dhe çlirohet menjëherë gaz, sepse trysnia bie. Tek lëndët e ngurta dhe lëngjet, trysnia nuk ka pothuajse fare ndikim tek shkalla e tretshmërisë.

Lëndë të tjera

Shkalla e tretshmërisë ndikohet nga prania e lëndëve të tjera në tretësirë. Për shembull, prania e joneve të një lëndë të tretur në tretësirë mund të ulë shkallën e tretshmërisë së lëndës së parë, për shkak se të dyja lëndët garojnë për të njëjtën lëndë tretëse. Në gjuhën shkencore kjo dukuri quhet efekti i zakonshëm jonik. Nga ana tjetër, disa lëndë të tretura mund të rrisin shkallën e tretshmërisë duke ndihmuar molekulat e lëndës tretëse për t’u tretur më shpejt.

Njohja e shkallës së tretshmërisë së lëndës është "r" rëndësishme në fusha si mjekësia, sepse na ndihmon të kuptojmë dhe përcaktojmë përhapjen e barnave dhe përthithjen e tyre nga trupi. Në fushën e shkencë mjedisore, shkalla e tretshmërisë na ndihmon të kuptojmë ndikimin e ndotësve në ujë. Në jetën e përditshme, shkalla tretshmërisë na ndihmon të kuptojmë shkrirjen e lëndëve si sheqeri në ujë, apo rendimentin e lëndëve pastruesve. Duke futur nxitës si temperatura, trysnia apo lloji i tretësit, ne mund të përmirësojmë shkallën e tretshmërisë së pastruesve në mënyra të ndryshme.

Vetitë lidhëse janë veçori që ndikohen drejtpërdrejtë nga numri i grimcave të lëndës së tretur në tretësirë, jo nga vetitë e tyre kimike. Këto veti shfaqen sepse prania e grimcave të lëndës së tretur në lëndën tretëse ndryshon vetitë fizike të lëndës tretëse si pika e zierjes, pika e ngrirjes, trysninë e avullit dhe trysninë ozmotike (këmbimit të lëndës në mjedisin qelizor). Në gjuhën shkencore vetitë lidhëse quhen veti koligative.

Vetitë lidhëse gjejnë përdorim të gjerë. Ato shfrytëzohen për të përcaktuar peshën molekulare të tretësirave, për të shpjeguar dukuri si hedhja e kripës në rrugë me ngrica dhe për të krijuar tretësira mjekësore, si tretësira kripore me trysni të përshtatshme të depërtueshmërisë, që mund të përdoren për injeksionet në gjak.

Vetitë lidhëse vërehen tek tretësirat, në të cilat janë tretur si lëndë jonike, ashtu edhe molekulare. Këto veti shfaqen më të theksuara kur lënda e tretur shpërbëhet në jone, duke rritur kështu numrin e përgjithshëm të grimcave në tretësirë.

Katër  vetitë kryesore lidhëse janë ulja e trysnisë së avullimit, rritja e pikës së zierjes, rënia e pikës së ngrirjes dhe trysnisë së ozmozës (aftësa e këmbimit të lëndës).

Ulja e trysnisë së avullimit

Kur një lënde tretëse i shtojmë lëndë të tretur, trysnia e avullimit të tretësirës bëhet më e ulët se ajo e lëndës tretëse. Kjo ndodh sepse në sipërfaqe të tretësirës qëndrojnë një numër grimcash të lëndës së tretur, që ulin numrin e përgjithshëm të grimcave të lëndës tretëse që gjenden në sipërfaqen e lëngut e që mund të kalojnë në etapën e avullimit.

Për shembull, kripa e tretur në ujë e ul trysninë e avullimit të uji. Prandaj dhe tretësirat kërkojnë një kohë më të gjatë për të avulluar se sa lënda tretëse. Ky parim është themelor në veprimtari si distilimi dhe ruajtja e ushqimeve.

Rritja e pikës së zierjes

Kur një lënde tretëse i shtojmë lëndë të tretur, pika e zierjes së lëndë tretëse rritet. Duke qenë që trysnia e avullimit ulet, nevojitet më shumë fuqi (në trajtën e nxehtësisë) për ta sjellë trysninë e avullimit në barazim me trysninë e atmosferës (ajrit të mjedisit), kusht ky i domodoshëm që të nisë etapa e zierjes.

Shkalla e pikës së zierjes është në përpjesëtim të drejtë me moalitetin e lëndës tretëse dhe përshkruhet me këtë formulë:

ΔTb​ = Kb × m

ose ndryshe

Pika e zierjes = konstantja × molaliteti

...ku ΔTb përfaqëson rritjen e pikës së zierjes, Kb përfaqëson vlerën e pandryshueshme (konstante) të pikës së zierjes së lëndës tretëse, dhe m përfaqëson molalitetin e tretësirës. Kjo veti shpjegon arsyen pse temperatura e zierje së ujit me kripë është më e lartë se temperatura e zierjes së ujit pa kripë, dhe mënyra se si mund të shpejtohen veprimtari të ndryshme gjatë gatimit.

ΔTb​ - rritja e pikës së zierjes
Kb -  konstantja e pikës së zierjes së lëndës tretëse
m - molaliteti i tretësirës

Rënia e pikës së ngrirjes

Rënia e pikës së ngrirjes ndodh kur grimcat e lëndës së tretur pengojnë ndërtimin e rrjetave kristalore të rregullta që krijohen gjatë etapës së ngrirjes e për rrjedhojë ulin temperaturën e nevojshme për ngrirje. Kjo veti është në përpjesëtim të drejtë me molalitetin e lëndës së tretur dhe përshkruhet me këtë formulë:

ΔTf ​= Kf × m

ose ndryshe

Trysnia e pikës së ngrirje = konstantja × molaliteti

…ku ΔTf përfaqëson trysninë e pikës së ngrirjes, Kf përfaqëson vlerën e pandryshueshme (konstantja) e trysnisë së pikës së ngrirjes së tretësit dhe germa m përfaqëson molalitetin. Për shembull përdorimi i lëndëve kundër ngrirjes tek radiatorët e automjeteve ul pikën e ngrirjes së ujit në mot të acartë dimëror.

ΔTf - trysnia e pikës së ngrirjes
Kf - konstantja e trysnisë së pikës së ngrirjes së tretësit
m - molaliteti

Trysnia e këmbimit

Trysnia e këmbimit është trysnia e nevojshme për të penguar këmbimin e molekulave të tretësit përmes një cipe (membrane) gjysmë të përshkueshme nga një tretësirë të holluar në një tretësirë me përqendrim të lartë. Në gjuhën shkencore ajo quhet trysnia ozmotike dhe përshkruhet me këtë formulë matematikore:

Π = 𝑖 × M × R × T

ose ndryshe

Trysnia e këmbimit= faktori Fonet'hof × Molariteti × konstantja × temperatura

…ku germa Π (Pi greke) përfaqëson trysninë e këmbimit, germa 𝑖 përfaqëson faktorin Fonet’hof (Van ‘t Hoff) (që llogarit shpërbërjen e joneve), germa M përfaqëson molaritetin e tretësirës, germa R përfaqëson vlerën e pandryshueshme të gazit (konstanten) dhe germa T është temperatura e matur sipas shkallës Kelvin (temperatura absolute). Dukurinë e trysninë së këmbimit e gjejmë tek veprimtaritë jetësore, si për shembull këmbimi i ujit (ozmoza qelizore) brenda dhe jashtë mjedisit qelizor apo në veprimtari industriale si ozmoza e kundërt gjatë dëlirjes së ujit.

Π - trysnia e këmbimit
𝑖 - faktori Fonet'hof
M - molariteti
R - konstante
T - temperatura