Τύποι χημικών λύσεων, προετοιμασία και παραδείγματα

Το χημικές λύσεις είναι αυτά που είναι γνωστά ως ομοιογενή μίγματα στη χημεία. Είναι σταθερά μείγματα δύο ή περισσοτέρων ουσιών στις οποίες μια ουσία (που ονομάζεται διαλελυμένη ουσία) διαλύεται σε άλλη (ονομάζεται διαλύτης). Τα διαλύματα υιοθετούν τη φάση του διαλύτη στο μείγμα και μπορούν να υπάρχουν σε στερεή, υγρή και αέρια φάση.

Στη φύση υπάρχουν δύο τύποι μειγμάτων: ετερογενή μείγματα και ομοιογενή μείγματα. Ετερογενή μίγματα είναι εκείνα στα οποία δεν υπάρχει ομοιομορφία στη σύνθεσή τους και οι αναλογίες των συστατικών τους ποικίλλουν διαμέσου δειγμάτων αυτών.

Αντίθετα, τα ομοιογενή μίγματα (χημικά διαλύματα) είναι μείγματα στερεών, υγρών ή αερίων - εκτός από τις πιθανές συνδέσεις μεταξύ συστατικών που βρίσκονται σε διαφορετικές φάσεις - τα οποία έχουν τα συστατικά τους διαμοιρασμένα σε ίσες αναλογίες μέσω του περιεχομένου τους.

Τα συστήματα ανάμιξης τείνουν να αναζητούν ομοιογένεια, όπως όταν προστίθεται βαφή σε νερό. Αυτό το μίγμα αρχίζει να είναι ετερογενές, αλλά ο χρόνος θα προκαλέσει την διάχυση της πρώτης ένωσης μέσω του υγρού, καθιστώντας αυτό το σύστημα ένα ομοιογενές μίγμα..

Τα διαλύματα και τα συστατικά τους παρατηρούνται σε καθημερινές καταστάσεις και σε επίπεδα που ποικίλλουν από το βιομηχανικό στο εργαστήριο. Είναι αντικείμενα μελέτης λόγω των χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν και των δυνάμεων και των αξιοθέατων που συμβαίνουν μεταξύ τους..

Ευρετήριο

• 1 Τύποι
  • 1.1 Εμπειρικές λύσεις
  • 1.2 Οι διαφορές αποτιμώνται
  • 1.3 Ανάλογα με την κατάστασή σας
• 2 Προετοιμασία
  • 2.1 Για την προετοιμασία τυποποιημένων διαλυμάτων
  • 2.2 Για την παρασκευή μιας αραίωσης γνωστής συγκέντρωσης
• 3 Παραδείγματα
• 4 Αναφορές

Τύποι

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι ταξινόμησης των λύσεων, λόγω των πολλαπλών χαρακτηριστικών τους και των πιθανών φυσικών τους καταστάσεων. αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο θα πρέπει να ξέρετε τι βασίζονται οι διαφορές μεταξύ των τύπων λύσεων πριν τις χωρίσετε σε κατηγορίες.

Ένας από τους τρόπους διαχωρισμού των τύπων λύσεων είναι το επίπεδο συγκέντρωσης που έχει το ίδιο, που ονομάζεται επίσης κορεσμός του διαλύματος.

Τα διαλύματα έχουν μια ποιότητα που ονομάζεται διαλυτότητα, η οποία είναι η μέγιστη ποσότητα διαλελυμένης ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε μια δεδομένη ποσότητα διαλύτη.

Υπάρχει μια ταξινόμηση των λύσεων με συγκέντρωση, η οποία τους χωρίζει σε εμπειρικές λύσεις και σε πολύτιμες λύσεις.

Εμπειρικές λύσεις

Αυτή η ταξινόμηση, στην οποία οι λύσεις ονομάζονται επίσης ποιοτικές λύσεις, δεν λαμβάνει υπόψη την ειδική ποσότητα των διαλελυμένων ουσιών και των διαλυτών εντός του διαλύματος αλλά την αναλογία του. Για αυτό, τα διαλύματα διαχωρίζονται σε αραιωμένα, συμπυκνωμένα, ακόρεστα, κορεσμένα και υπερκορεσμένα.

- Τα αραιωμένα διαλύματα είναι εκείνα στα οποία η ποσότητα διαλελυμένης ουσίας εντός του μείγματος είναι σε ένα ελάχιστο επίπεδο σε σύγκριση με τον συνολικό όγκο αυτών.

- Τα ακόρεστα διαλύματα είναι αυτά που δεν φθάνουν στη μέγιστη δυνατή ποσότητα διαλύματος για τη θερμοκρασία και την πίεση στην οποία βρίσκονται.

- Τα συμπυκνωμένα διαλύματα έχουν σημαντικές ποσότητες διαλελυμένης ουσίας για τον όγκο που έχει σχηματιστεί.

- Τα κορεσμένα διαλύματα είναι αυτά που έχουν τη μεγαλύτερη δυνατή ποσότητα διαλύτη για δεδομένη θερμοκρασία και πίεση. σε αυτά τα διαλύματα, η διαλελυμένη ουσία και ο διαλύτης παρουσιάζουν κατάσταση ισορροπίας.

- Τα υπερκορεσμένα διαλύματα είναι κεκορεσμένα διαλύματα που έχουν θερμανθεί για να αυξήσουν τη διαλυτότητα και να διαλύσουν περισσότερη διαλυτή ουσία. τότε δημιουργείται μια "σταθερή" λύση με πλεονάζουσα διαλυμένη ουσία. Αυτή η σταθερότητα συμβαίνει μόνο μέχρις ότου η θερμοκρασία πέσει κάτω ή η πίεση αλλάξει δραστικά, κατάσταση στην οποία η διαλυμένη ουσία θα καταβυθιστεί σε περίσσεια.

Αξιολογημένες λύσεις

Οι λύσεις που αξιολογούνται είναι εκείνες στις οποίες μετρώνται οι αριθμητικές ποσότητες διαλελυμένων ουσιών και διαλύτη, παρατηρώντας τα ποσοστά, μοριακά, μοριακά και κανονικά αποτιμώμενα διαλύματα, το καθένα με τη σειρά μονάδων μέτρησης..

- Οι εκατοστιαίες τιμές αναφέρουν την αναλογία σε γραμμάρια ή χιλιοστόλιτρα διαλυμένης ουσίας σε εκατό γραμμάρια ή χιλιοστόλιτρα συνολικού διαλύματος.

- Οι μοριακές συγκεντρώσεις (ή γραμμομοριακότητας) εκφράζουν τον αριθμό των γραμμομορίων διαλύτη ανά λίτρο διαλύματος.

- Η molality, ελάχιστα χρησιμοποιούμενη στη σύγχρονη χημεία, είναι η μονάδα που εκφράζει την ποσότητα των γραμμομορίων μιας διαλελυμένης ουσίας μεταξύ της συνολικής μάζας του διαλύτη σε χιλιόγραμμα.

- Η κανονικότητα είναι το μέτρο που εκφράζει τον αριθμό των ισοδυνάμων διαλυτής ουσίας μεταξύ του συνολικού όγκου διαλύματος σε λίτρα, όπου τα ισοδύναμα μπορούν να αντιπροσωπεύουν ιόντα Η⁺ για οξέα ή ΟΗ^- για βάσεις.

Σύμφωνα με την κατάστασή σας

Τα διαλύματα μπορούν επίσης να ταξινομηθούν από την κατάσταση στην οποία βρίσκονται και αυτό εξαρτάται κυρίως από τη φάση στην οποία βρίσκεται ο διαλύτης (το συστατικό υπάρχει σε μεγαλύτερη ποσότητα μέσα στο μίγμα).

- Τα διαλύματα αερίου είναι σπάνια στη φύση, ταξινομούνται στη βιβλιογραφία ως μίγματα αερίων και όχι ως διαλύματα. συμβαίνουν σε ειδικές συνθήκες και με μικρή αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων τους, όπως στην περίπτωση του αέρα.

- Τα υγρά έχουν ένα ευρύ φάσμα στον κόσμο των διαλυμάτων και αντιπροσωπεύουν την πλειοψηφία αυτών των ομοιογενών μειγμάτων. Τα υγρά μπορούν εύκολα να διαλύουν αέρια, στερεά και άλλα υγρά και βρίσκονται σε κάθε είδους καθημερινές καταστάσεις, με φυσικό και συνθετικό τρόπο.

Υπάρχουν επίσης υγρά μείγματα που συγχέονται συχνά με διαλύματα, όπως γαλακτώματα, κολλοειδή και εναιωρήματα, τα οποία είναι περισσότερο ετερογενή από ότι ομοιογενή..

- Τα αέρια σε υγρό παρατηρούνται κυρίως σε καταστάσεις όπως το οξυγόνο στο νερό και το διοξείδιο του άνθρακα σε ανθρακούχα ποτά.

- Τα διαλύματα υγρού-υγρού μπορούν να παρουσιαστούν ως πολικά συστατικά που διαλύονται ελεύθερα στο νερό (όπως αιθανόλη, οξικό οξύ και ακετόνη) ή όταν ένα μη πολικό ρευστό διαλύεται σε άλλο με παρόμοια χαρακτηριστικά..

- Τέλος, τα στερεά έχουν ευρύ φάσμα διαλυτότητας σε υγρά, όπως άλατα σε νερό και κεριά σε υδρογονάνθρακες, μεταξύ άλλων. Τα στερεά διαλύματα σχηματίζονται από διαλύτη σε στερεή φάση και μπορούν να παρατηρηθούν ως μέσα για τη διάλυση αερίων, υγρών και άλλων στερεών.

Τα αέρια μπορούν να αποθηκεύονται μέσα σε στερεά, όπως υδρογόνο σε υδρίδιο μαγνησίου. τα υγρά σε στερεά μπορούν να βρεθούν ως νερό σε ζάχαρη (ένα υγρό στερεό) ή ως υδράργυρος σε χρυσό (ένα αμάλγαμα). και στερεά-στερεά διαλύματα αντιπροσωπεύονται ως κράματα και σύνθετα στερεά, όπως πολυμερή με πρόσθετα.

Προετοιμασία

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να είναι γνωστό όταν πρόκειται να γίνει η προετοιμασία μιας λύσης είναι ο τύπος της διάλυσης που πρόκειται να διατυπωθεί. δηλαδή, πρέπει να ξέρετε αν πρόκειται να κάνετε αραίωση ή να προετοιμάσετε ένα διάλυμα από το μείγμα δύο ή περισσοτέρων ουσιών.

Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να γνωρίζουμε είναι ποιες είναι οι γνωστές τιμές συγκέντρωσης και όγκου ή μάζας, ανάλογα με την κατάσταση συσσώρευσης της διαλελυμένης ουσίας.

Προετοιμασία τυποποιημένων διαλυμάτων

Πριν ξεκινήσετε οποιοδήποτε παρασκεύασμα, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι τα όργανα μέτρησης (κλίμακες, κυλίνδρους, πιπέτες, προχοΐδες, μεταξύ άλλων) βαθμονομούνται.

Στη συνέχεια, αρχίστε να μετράτε την ποσότητα της διαλελυμένης ουσίας σε μάζα ή όγκο, προσέχοντας να μην πετάξετε ή να απορρίψετε οποιαδήποτε ποσότητα, καθώς αυτό θα επηρέαζε την τελική συγκέντρωση του διαλύματος. Αυτό θα πρέπει να εισαχθεί στη φιάλη που θα χρησιμοποιηθεί, προετοιμάζοντας τώρα για το επόμενο στάδιο.

Ο διαλύτης που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια προστίθεται σε αυτή τη διαλυμένη ουσία, εξασφαλίζοντας ότι τα περιεχόμενα της φιάλης φθάνουν στην ικανότητα μέτρησης της ίδιας.

Αυτή η φιάλη καλύπτεται και αναταράσσεται, φροντίζοντας να την αναστρέψετε για να εξασφαλίσετε αποτελεσματική ανάμιξη και διάλυση. Με αυτό τον τρόπο θα έχετε τη λύση, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μελλοντικά πειράματα.

Για την παρασκευή μιας αραίωσης γνωστής συγκέντρωσης

Για να αραιωθεί ένα διάλυμα και να μειωθεί η συγκέντρωσή του, προστίθεται περισσότερος διαλύτης σε μια διαδικασία που ονομάζεται αραίωση.

Μέσω της εξίσωσης Μ₁V₁ = Μ₂V₂, όπου το Μ συμβολίζει τη μοριακή συγκέντρωση και το V ο συνολικός όγκος (πριν και μετά την αραίωση), η νέα συγκέντρωση μπορεί να υπολογιστεί μετά την αραίωση μιας συγκέντρωσης ή ο απαιτούμενος όγκος για να επιτευχθεί η επιθυμητή συγκέντρωση.

Κατά την προετοιμασία των αραιώσεων, πάρτε πάντα το μητρικό διάλυμα σε μια νέα μεγαλύτερη φιάλη και προσθέστε διαλύτη σε αυτό, βεβαιώνοντας ότι έχετε φτάσει στη γραμμή μέτρησης για να εξασφαλίσετε τον επιθυμητό όγκο.

Εάν η διεργασία είναι εξώθερμη και συνεπώς παρουσιάζει κινδύνους για την ασφάλεια, είναι προτιμότερο να αντιστραφεί η διαδικασία και να προστεθεί το συμπυκνωμένο διάλυμα στον διαλύτη για να αποφευχθεί η εκτόξευση.

Παραδείγματα

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι λύσεις έρχονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης, ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκονται η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης. Παρακάτω παρατίθενται παραδείγματα αυτών των μειγμάτων:

- Το εξάνιο σε παραφινικό κηρό είναι ένα παράδειγμα διαλύματος υγρού-στερεού.

- Το υδρογόνο στο παλλάδιο είναι ένα διάλυμα αερίου-στερεού.

- Η αιθανόλη στο νερό είναι ένα διάλυμα υγρού-υγρού.

- Το κοινό άλας στο νερό είναι ένα διάλυμα στερεού υγρού.

- Ο χάλυβας, που αποτελείται από άτομα άνθρακα σε μια κρυσταλλική μήτρα ατόμων σιδήρου, είναι ένα παράδειγμα στερεού-στερεού διαλύματος.

- Το νερό άνθρακα είναι ένα διάλυμα αερίου-υγρού.

Αναφορές

1. Wikipedia. (s.f.). Λύση Ανακτήθηκε από en.wikipedia.org
2. TutorVista. (s.f.). Τύποι λύσεων. Ανακτήθηκε από το chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (s.f.). Υγρό-υγρό διάλυμα. Ανακτήθηκε από ck12.org
4. Σχολή, U. (s.f.). Παρασκευή διαλύματος. Ανακτήθηκε από faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (s.f.). Προετοιμασία λύσεων. Ανακτήθηκε από chem.libretexts.org