Rodzaje roztworów chemicznych, przygotowanie i przykłady



The roztwory chemiczne są to tak zwane mieszanki jednorodne w chemii. Są to stabilne mieszaniny dwóch lub więcej substancji, w których jedna substancja (zwana substancją rozpuszczoną) rozpuszcza się w innej (zwanej rozpuszczalnikiem). Roztwory przyjmują fazę rozpuszczalnika w mieszaninie i mogą istnieć w fazie stałej, ciekłej i gazowej.

W naturze występują dwa rodzaje mieszanin: mieszaniny heterogeniczne i mieszaniny jednorodne. Mieszaniny heterogeniczne to takie, w których nie ma jednorodności w ich składzie, a proporcje ich składników zmieniają się w próbkach z nich.

Natomiast mieszanki jednorodne (roztwory chemiczne) są mieszaninami ciał stałych, cieczy lub gazów - oprócz możliwych połączeń między komponentami, które znajdują się w różnych fazach - które mają swoje składniki podzielone w równych proporcjach poprzez ich zawartość.

Systemy mieszania mają tendencję do poszukiwania jednorodności, na przykład gdy do wody dodaje się barwnik. Ta mieszanina zaczyna być niejednorodna, ale czas spowoduje, że pierwszy związek dyfunduje przez ciecz, dzięki czemu ten system stanie się jednorodną mieszaniną..

Rozwiązania i ich składniki są obserwowane w codziennych sytuacjach i na poziomach, które różnią się w zależności od przemysłu. Są przedmiotem badań ze względu na cechy, które prezentują, oraz siły i atrakcje, które występują między nimi..

Indeks

  • 1 Rodzaje
    • 1.1 Rozwiązania empiryczne
    • 1.2 Wycenione wartości
    • 1.3 Zgodnie z twoim stanem agregacji
  • 2 Przygotowanie
    • 2.1 Przygotowanie standardowych rozwiązań
    • 2.2 Przygotowanie rozcieńczenia znanego stężenia
  • 3 Przykłady
  • 4 odniesienia

Typy

Istnieje kilka sposobów klasyfikacji rozwiązań ze względu na ich wiele cech i możliwych stanów fizycznych; dlatego powinieneś wiedzieć, na czym polegają różnice między typami rozwiązań, zanim rozdzielisz je na kategorie.

Jednym ze sposobów rozdzielenia typów rozwiązań jest poziom koncentracji, który ma taki sam poziom, zwany również nasyceniem roztworu.

Roztwory mają jakość zwaną rozpuszczalnością, która jest maksymalną ilością substancji rozpuszczonej, którą można rozpuścić w danej ilości rozpuszczalnika.

Istnieje klasyfikacja rozwiązań według koncentracji, która dzieli je na rozwiązania empiryczne i na wartościowe rozwiązania.

Rozwiązania empiryczne

Ta klasyfikacja, w której roztwory są również nazywane roztworami jakościowymi, nie uwzględnia specyficznej ilości substancji rozpuszczonej i rozpuszczalników w roztworze, ale jego proporcję. W tym celu roztwory są rozdzielane na rozcieńczone, skoncentrowane, nienasycone, nasycone i przesycone.

- Rozcieńczonymi roztworami są te, w których ilość substancji rozpuszczonej w mieszaninie jest na minimalnym poziomie w porównaniu z całkowitą objętością tej substancji.

- Nienasycone roztwory to takie, które nie osiągają maksymalnej możliwej ilości substancji rozpuszczonej dla temperatury i ciśnienia, do których są.

- Stężone roztwory mają znaczne ilości substancji rozpuszczonej dla utworzonej objętości.

- Roztwory nasycone to takie, które mają największą możliwą ilość substancji rozpuszczonej dla danej temperatury i ciśnienia; w tych roztworach substancja rozpuszczona i rozpuszczalnik wykazują stan równowagi.

- Przesycone roztwory są nasyconymi roztworami, które zostały podgrzane w celu zwiększenia rozpuszczalności i rozpuszczenia większej ilości substancji rozpuszczonej; następnie generowany jest „stabilny” roztwór z nadmiarem substancji rozpuszczonej. Ta stabilność występuje tylko wtedy, gdy temperatura obniży się lub ciśnienie zmieni się drastycznie, sytuacja, w której substancja rozpuszczona wytrąci się w nadmiarze.

Cenne rozwiązania

Oceniane są rozwiązania, w których mierzy się ilościowe ilości substancji rozpuszczonych i rozpuszczalnika, obserwując procentowe, molowe, molowe i normalne wartości roztworów, każdy z serią jednostek pomiarowych..

- Wartości procentowe mówią o udziale procentowym gramów lub mililitrów substancji rozpuszczonej w stu gramach lub mililitrach roztworu całkowitego.

- Stężenia molowe (lub molarność) wyrażają liczbę moli substancji rozpuszczonej na litr roztworu.

- Molość, mało używana we współczesnej chemii, jest jednostką, która wyraża ilość moli substancji rozpuszczonej pomiędzy całkowitą masą rozpuszczalnika w kilogramach.

- Normalność jest miarą wyrażającą liczbę równoważników substancji rozpuszczonej pomiędzy całkowitą objętością roztworu w litrach, gdzie równoważniki mogą reprezentować jony H+ dla kwasów lub OH- dla baz.

Zgodnie z twoim stanem agregacji

Roztwory można również klasyfikować według stanu, w którym się znajdują, a to zależy głównie od fazy, w której znajduje się rozpuszczalnik (składnik występujący w większej ilości w mieszaninie).

- Roztwory gazu są rzadkie w naturze, sklasyfikowane w literaturze jako mieszaniny gazów, a nie jako roztwory; występują one w specyficznych warunkach i przy niewielkiej interakcji między ich cząsteczkami, jak w przypadku powietrza.

- Płyny mają szerokie spektrum w świecie rozwiązań i reprezentują większość tych jednorodnych mieszanin. Ciecze mogą łatwo rozpuszczać gazy, ciała stałe i inne płyny, i znajdują się we wszystkich codziennych sytuacjach, w sposób naturalny i syntetyczny.

Istnieją również mieszaniny płynne, które często mylone są z roztworami, takimi jak emulsje, koloidy i zawiesiny, które są bardziej niejednorodne niż jednorodne..

- Gazy w cieczy obserwuje się głównie w sytuacjach takich jak tlen w wodzie i dwutlenek węgla w napojach gazowanych.

- Płynne roztwory ciekłe mogą być prezentowane jako polarne składniki, które rozpuszczają się swobodnie w wodzie (takie jak etanol, kwas octowy i aceton) lub gdy ciecz niepolarna rozpuszcza się w innej o podobnych właściwościach..

- Wreszcie, substancje stałe mają szeroki zakres rozpuszczalności w cieczach, takich jak między innymi sole w wodzie i woski w węglowodorach. Stałe roztwory powstają z rozpuszczalnika w fazie stałej i można je obserwować jako środki do rozpuszczania gazów, cieczy i innych ciał stałych.

Gazy mogą być przechowywane w ciałach stałych, takich jak wodór w wodorku magnezu; ciecze w ciałach stałych można znaleźć jako wodę w cukrze (mokra substancja stała) lub jako rtęć w złocie (amalgamat); a roztwory stałe-stałe są reprezentowane jako stopy i stałe materiały kompozytowe, takie jak polimery z dodatkami.

Przygotowanie

Pierwszą rzeczą, którą należy wiedzieć, kiedy przygotowanie rozwiązania zostanie przeprowadzone, jest rodzaj rozwiązania, które zostanie sformułowane; to znaczy, musisz wiedzieć, czy zamierzasz zrobić rozcieńczenie lub przygotować roztwór z mieszaniny dwóch lub więcej substancji.

Inną rzeczą do poznania jest to, jakie są znane wartości stężenia i objętości lub masy, w zależności od stanu agregacji substancji rozpuszczonej.

Aby przygotować standardowe rozwiązania

Przed rozpoczęciem jakiegokolwiek przygotowania należy upewnić się, że przyrządy pomiarowe (wagi, cylindry, pipety, biurety, między innymi) są skalibrowane.

Następnie zacznij mierzyć ilość substancji rozpuszczonej w masie lub objętości, zwracając szczególną uwagę, aby nie rozlać ani nie marnować żadnych ilości, ponieważ wpłynęłoby to na końcowe stężenie roztworu. Powinien być wprowadzony do kolby, która ma zostać użyta, przygotowując się teraz do następnego etapu.

Stosowany rozpuszczalnik jest następnie dodawany do tej substancji rozpuszczonej, upewniając się, że zawartość kolby osiąga tę samą pojemność pomiarową.

Kolbę zamyka się i miesza, upewniając się, że jest odwrócona, aby zapewnić skuteczne mieszanie i rozpuszczanie. W ten sposób otrzymujesz rozwiązanie, które można wykorzystać w przyszłych eksperymentach.

Aby przygotować rozcieńczenie znanego stężenia

Aby rozcieńczyć roztwór i obniżyć jego stężenie, dodaje się więcej rozpuszczalnika w procesie zwanym rozcieńczaniem.

Przez równanie M1V1 = M2V2, gdzie M symbolizuje stężenie molowe, a V całkowitą objętość (przed i po rozcieńczeniu), nowe stężenie można obliczyć po rozcieńczeniu stężenia lub objętości wymaganej do osiągnięcia pożądanego stężenia.

Przygotowując rozcieńczenia zawsze należy przenieść roztwór macierzysty do nowej większej kolby i dodać do niego rozpuszczalnik, upewniając się, że dotarł do linii pomiarowej, aby zapewnić pożądaną objętość.

Jeśli proces jest egzotermiczny i dlatego stwarza zagrożenie bezpieczeństwa, lepiej jest odwrócić proces i dodać stężony roztwór do rozpuszczalnika, aby uniknąć rozpryskiwania.

Przykłady

Jak wspomniano powyżej, rozwiązania występują w różnych stanach agregacji, w zależności od stanu, w którym znajduje się substancja rozpuszczona i rozpuszczalnik. Poniżej znajdują się przykłady tych mieszanin:

- Heksan w wosku parafinowym jest przykładem roztworu płynno-stałego.

- Wodór w palladzie jest roztworem gazowo-stałym.

- Etanol w wodzie jest roztworem ciecz-ciecz.

- Wspólna sól w wodzie to roztwór stały-ciekły.

- Stal, złożona z atomów węgla w krystalicznej matrycy atomów żelaza, jest przykładem stałego roztworu stałego.

- Woda węglowa jest roztworem gaz-ciecz.

Referencje

  1. Wikipedia. (s.f.). Rozwiązanie Źródło z en.wikipedia.org
  2. TutorVista. (s.f.). Rodzaje rozwiązań. Źródło: chemistry.tutorvista.com
  3. cK-12. (s.f.). Płynny roztwór cieczy. Źródło z ck12.org
  4. Wydział, U. (s.f.). Przygotowanie rozwiązania. Źródło: faculty.sites.uci.edu
  5. LibreTexts. (s.f.). Przygotowanie rozwiązań. Źródło: chem.libretexts.org