Kjemiske løsninger: Typer, Fremstilling og Eksempler

Kjemiske løsninger er det som er kjent som homogene blandinger i kjemi. De er stabile blandinger av to eller flere stoffer der et stoff (kalt et løsemiddel) oppløses i et annet (kalt et løsningsmiddel). Løsningene vedtar løsningen av løsningsmidlet i blandingen og kan eksistere i faste, flytende og gassfaser.

I naturen finnes det to typer blandinger: heterogene blandinger og homogene blandinger. Heterogene blandinger er de der det ikke er ensartethet i deres sammensetning, og proporsjonene av deres komponenter varierer gjennom prøver av dem.

Tilsvarende er homogene blandinger (kjemiske løsninger) blandinger av faste stoffer, væsker eller gasser - i tillegg til mulige forbindelser mellom komponenter som befinner seg i ulike faser - som har komponentene delt i like store mengder gjennom innholdet.

Blandesystemer har en tendens til å søke homogenitet, for eksempel når et fargestoff tilsetter vann. Denne blandingen begynner å være heterogen, men tiden vil føre til at den første forbindelsen diffunderer gjennom væsken, slik at dette systemet blir en homogen blanding.

Løsningene og komponentene er observert i daglige situasjoner og på nivåer som varierer fra industri til laboratorium. De er objekter av studie på grunn av egenskapene de presenterer og de krefter og attraksjoner som oppstår mellom dem.

typen

Det er flere måter å klassifisere løsningene på grunn av deres flere egenskaper og deres mulige fysiske tilstander; Det er derfor du bør vite hva forskjellene mellom løsningstypen er basert på før du skiller dem inn i kategorier.

En av måtene å skille løsningstypen er av nivået av konsentrasjon det har, også kalt metning av løsningen.

Løsningene har en kvalitet kalt løselighet, som er den maksimale mengden løsemiddel som kan oppløses i en gitt mengde løsemiddel.

Det er en klassifisering av løsninger ved konsentrasjon, som deler dem i empiriske løsninger og til verdifulle løsninger.

Empiriske løsninger

Denne klassifiseringen, der løsningene også kalles kvalitative løsninger, tar ikke hensyn til den bestemte mengden løsemiddel og løsningsmidler i løsningen, men dens andel. For dette blir løsningene separert i fortynnet, konsentrert, umettet, mettet og overmettet.

- Fortynnede løsninger er de hvor mengden løsemiddel i blandingen er på et minimumsnivå i forhold til det totale volumet av det samme.

- umettede løsninger er de som ikke når maksimalt mulig løsemiddel for temperatur og trykk som de er funnet på.

- Konsentrerte løsninger har betydelige mengder løsemiddel for volumet som har dannet seg.

- Mettede løsninger er de som har høyest mulig mengde løsemiddel for en gitt temperatur og trykk; I disse løsningene gir løsningsmidlet og løsningsmidlet en tilstand av likevekt.

- Overmettet oppløsninger er mettede løsninger som er oppvarmet for å øke oppløseligheten og oppløse mer løsemiddel; en "stabil" løsning med overskudd av løsemiddel oppnås deretter. Denne stabiliteten oppstår bare til temperaturen går ned igjen eller trykket endres drastisk, situasjonen der løsemiddelet vil falle i overskudd.

Verdifulle løsninger

Løsningene som er evaluert er de hvor de numeriske mengder oppløsninger og løsningsmiddel måles, observere løsningene evaluert som prosentvis, molar, molal og normal, hver med sin serie måleenheter.

- Prosentverdiene snakker om andelen i prosent av gram eller milliliter av løsemiddel i et hundre gram eller milliliter av total oppløsning.

- Molare konsentrasjoner (eller molaritet) uttrykker antall mol løsemiddel per liter oppløsning.

- Molalitet, lite brukt i moderne kjemi, er enheten som uttrykker mengden mol av et oppløsningsmiddel blant totalmengden oppløsningsmiddel i kilo.

- Normalitet er målet som uttrykker antall løsningsmiddelekvivalenter mellom totalvolumet av oppløsning i liter, hvor ekvivalenterne kan representere H + -ioner for syrer eller OH- for baser.

Ifølge din aggregeringstilstand

Løsningene kan også klassifiseres av staten der de er funnet, og dette vil hovedsakelig avhenge av fasen der løsningsmidlet er funnet (komponenten tilstede i størst mengde i blandingen).

- Gasformige løsninger er sjeldne i naturen, klassifisert i litteraturen som blandinger av gasser i stedet for som løsninger; de forekommer under spesielle forhold og med liten interaksjon mellom deres molekyler, som i tilfelle av luft.

- Væsker har et bredt spekter i løsningen av verden og representerer flertallet av disse homogene blandingene. Væsker kan lett løsne gasser, faste stoffer og andre væsker, og finnes i alle slags hverdagssituasjoner, på naturlig og syntetisk måte.

Det er også flytende blandinger som ofte forveksles med løsninger, som emulsjoner, kolloider og suspensjoner, som er mer heterogene enn homogene.

- Gasser i væske observeres hovedsakelig i situasjoner som oksygen i vann og karbondioksid i karbonholdige drikker.

- Flytende væskeoppløsninger kan presenteres som polare komponenter som løses fritt i vann (som etanol, eddiksyre og aceton), eller når en ikke-polar væske oppløses i en annen med lignende egenskaper.

- Endelig har faste stoffer et bredt spekter av løselighet i væsker, som blant annet salter i vann og voks i hydrokarboner. Faste oppløsninger dannes fra et løsningsmiddel i fast fase, og kan observeres som middel for å oppløse gasser, væsker og andre faste stoffer.

Gasser kan lagres i faste stoffer, slik som hydrogen i magnesiumhydrid; væsker i faststoffer kan bli funnet som vann i sukker (et vått faststoff) eller som kvikksølv i gull (en amalgam); og faste faststoffer er representert som legeringer og sammensatte faste stoffer, så som polymerer med additiver.

forberedelse

Det første som må være kjent når utarbeidelsen av en løsning skal gjennomføres, er den typen oppløsning som skal formuleres; Det vil si at du må vite om en fortynning skal gjøres eller utarbeide en løsning fra blandingen av to eller flere stoffer.

En annen ting som burde være kjent er hva som er de kjente verdiene for konsentrasjon og volum eller masse, avhengig av aggregeringsstatusen til løsningen.

Å forberede standardløsninger

Før det påbegynnes, må det sikres at måleinstrumentene (skalaer, sylindere, pipetter, buretter, blant annet) er kalibrert.

Deretter må du begynne å måle mengden løsemiddel i masse eller volum, og pass på at du ikke spilder eller kaster bort noe mengde, da dette vil påvirke den endelige konsentrasjonen av løsningen. Dette bør innføres i kolben som skal brukes, og forbereder nå til neste fase.

Deretter tilsettes løsningsmidlet som skal anvendes til dette løsningsmidlet, og sikrer at innholdet i kolben når målekapasiteten til det samme.

Denne kolben er avkortet og agitert, og sørg for å invertere den for å sikre effektiv blanding og oppløsning. På denne måten oppnås løsningen, som kan brukes i fremtidige eksperimenter.

For å forberede en fortynning av kjent konsentrasjon

For å fortynne en løsning og senke konsentrasjonen, tilsettes mer løsningsmiddel i en prosess som kalles fortynning.

Gjennom ligningen M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂, hvor M symboliserer den molare konsentrasjonen og V det totale volumet (før og etter fortynning), kan den nye konsentrasjonen beregnes etter fortynning av en konsentrasjon eller ønsket volum for å oppnå ønsket konsentrasjon.

Ved opparbeidelse av fortynninger blir moderløsningen alltid tatt til en ny større kolbe, og løsningsmiddel er tilsatt det, og sørg for å nå målebåndet for å garantere ønsket volum.

Hvis prosessen er eksoterm og derfor gir sikkerhetsrisiko, er det bedre å reversere prosessen og tilsett konsentrert oppløsning til løsningsmidlet for å unngå sprut.

eksempler

Som nevnt ovenfor kommer løsninger i forskjellige aggregeringsforhold, avhengig av tilstanden der løsningen og løsningsmidlet er funnet. Nedenfor er eksempler på disse blandingene:

- Hexan i parafinvoks er et eksempel på en flytende fast stoffløsning.

- Hydrogen i palladium er en gass-fast løsning.

- Etanol i vann er en væske-væske løsning.

- Vanlig salt i vann er en fast-væske løsning.

- Stål, sammensatt av karbonatomer i en krystallinsk matrise av jernatomer, er et eksempel på en fast fast løsning.

- Kullvann er en gass-væske løsning.