ĶĪMISKIE ŠĶĪDUMI: VEIDI, SAGATAVOŠANA UN PIEMĒRI - ĶĪMIJA - 2025

The ķīmiskie šķīdumi ir pazīstami kā viendabīgas maisījumiem ķīmijā. Tie ir stabili divu vai vairāku vielu maisījumi, kuros viena viela (saukta par izšķīdušo vielu) izšķīst citā (saukta par šķīdinātāju). Šķīdumi maisījumā uzņem šķīdinātāja fāzi un var pastāvēt cietā, šķidrā un gāzveida fāzēs.

Dabā ir divu veidu maisījumi: neviendabīgi maisījumi un viendabīgi maisījumi. Heterogēni maisījumi ir tie, kuru sastāvs nav vienveidīgs, un to sastāvdaļu proporcijas dažādos paraugos atšķiras.

No otras puses, viendabīgi maisījumi (ķīmiskie šķīdumi) ir cietvielu, šķidrumu vai gāzu maisījumi - papildus iespējamām savienībām starp komponentiem, kas atrodas dažādās fāzēs -, kuru komponentus sadala vienādās proporcijās pēc to satura.

Maisīšanas sistēmām ir tendence panākt viendabīgumu, piemēram, ja ūdenim pievieno krāsvielu. Šis maisījums sāk veidoties neviendabīgs, bet laika gaitā pirmais savienojums izkliedēsies caur šķidrumu, izraisot šīs sistēmas kļūšanu par viendabīgu maisījumu.

Risinājumi un to komponenti ir redzami ikdienas situācijās, sākot no rūpniecības līdz laboratorijai. Tie ir izpētes objekti to raksturīgo īpašību un starp tiem notiekošo spēku un atrakciju dēļ.

Veidi

Ir vairāki veidi, kā klasificēt risinājumus, ņemot vērā to daudzveidīgās īpašības un iespējamos fiziskos stāvokļus; Tāpēc pirms sadalīšanas kategorijās jums jāzina, uz kurām balstās atšķirības starp risinājumu veidiem.

Viens no veidiem, kā atdalīt šķīduma veidus, ir tā koncentrācijas līmenis, ko sauc arī par šķīduma piesātinājumu.

Šķīdumiem ir tāda kvalitāte, ko sauc par šķīdību, kas ir maksimālais izšķīdušā daudzuma daudzums, ko var izšķīdināt noteiktā šķīdinātāja daudzumā.

Pastāv risinājumu klasifikācija pēc koncentrācijas, kas tos sadala empīriskos un titrētos šķīdumos.

Empīriskie risinājumi

Šajā klasifikācijā, kurā risinājumus sauc arī par kvalitatīviem risinājumiem, nav ņemts vērā izšķīdušo vielu un šķīdinātāju īpašais daudzums šķīdumā, bet gan to proporcija. Šim nolūkam šķīdumus atdala atšķaidītos, koncentrētos, nepiesātinātos, piesātinātos un piesātinātos.

- Atšķaidīti šķīdumi ir tie, kuros izšķīdinātā daudzuma daudzums maisījumā ir minimāls, salīdzinot ar kopējo maisījuma tilpumu.

- Nepiesātināti šķīdumi ir tie, kas nesasniedz maksimāli iespējamo izšķīdušo daudzumu temperatūrai un spiedienam, pie kura tie tiek atrasti.

- Koncentrētiem šķīdumiem ir ievērojams daudzums izšķīdušā materiāla veidotajam tilpumam.

- Piesātinātie šķīdumi ir tie, kuriem ir vislielākais iespējamais izšķīdušās vielas daudzums noteiktā temperatūrā un spiedienā; šajos šķīdumos izšķīdušajai vielai un šķīdinātājam ir līdzsvara stāvoklis.

- Piesātinātie šķīdumi ir piesātināti šķīdumi, kas ir uzkarsēti, lai palielinātu šķīdību un izšķīdinātu vairāk šķīdinātāju; Pēc tam tiek iegūts "stabils" šķīdums ar pārpalikušu izšķīdušo vielu. Šī stabilitāte notiek tikai tik ilgi, līdz temperatūra atkal pazeminās vai spiediens krasi mainās - situācijā, kurā izšķīdušā viela nokrišņos pārsniegs.

Novērtēti risinājumi

Titrētie šķīdumi ir tie, kuros mēra izšķīdušo vielu un šķīdinātāju skaitliskos daudzumus, novērojot procentuālos, moliskos, molāros un parastos titrētos šķīdumus, katrs ar savu mērvienību sēriju.

- Procentuālās vērtības runā par izšķīdušās vielas gramu vai mililitru procentiem procentos no kopējā šķīduma simts gramiem vai mililitriem.

- molārās koncentrācijas (vai molārā koncentrācija) izsaka izšķīdušās molu skaitu litrā šķīduma.

- Molalitāte, ko mūsdienu ķīmijā maz izmanto, ir vienība, kas izsaka izšķīdušās vielas molu skaitu ar dalījumu ar kopējo šķīdinātāja masu kilogramos.

- Normalitāte ir mērījums, kas izsaka izšķīdušo ekvivalentu skaitu starp kopējo šķīduma tilpumu litros, kur ekvivalenti var attēlot H ⁺ jonus skābēm vai OH ^- bāzēm.

Pēc tā apkopojuma stāvokļa

Risinājumus var klasificēt arī pēc stāvokļa, kurā tie atrodami, un tas galvenokārt būs atkarīgs no fāzes, kurā atrodams šķīdinātājs (sastāvdaļa, kuras maisījumā ir vislielākais daudzums).

- gāzveida šķīdumi ir reti sastopami, un literatūrā tos klasificē kā gāzu maisījumus, nevis kā šķīdumus; tie rodas īpašos apstākļos un ar nelielu mijiedarbību starp molekulām, piemēram, gaisa gadījumā.

- Šķidrumiem ir plašs spektrs risinājumu pasaulē, un tie pārstāv lielāko daļu šo viendabīgo maisījumu. Šķidrumi var viegli izšķīdināt gāzes, cietās vielas un citus šķidrumus, un tie ir atrodami visās ikdienas situācijās dabiski un sintētiski.

Ir arī šķidri maisījumi, kurus bieži sajauc ar šķīdumiem, piemēram, emulsijām, koloīdiem un suspensijām, kas ir neviendabīgāki nekā viendabīgi.

- Gāzes šķidrumā galvenokārt novēro tādās situācijās kā skābeklis ūdenī un oglekļa dioksīds gāzētos dzērienos.

- Šķidros un šķidros šķīdumus var noformēt kā polārus komponentus, kas brīvi izšķīst ūdenī (piemēram, etanolā, etiķskābē un acetonā), vai arī, ja nepolārs šķidrums izšķīst citā ar līdzīgām īpašībām.

- visbeidzot, cietām vielām ir plašs šķīdību diapazons šķidrumos, piemēram, sāļi ūdenī un vaski ogļūdeņražos, cita starpā. Cietie šķīdumi veidojas no cietas fāzes šķīdinātāja, un tos var uzskatīt par gāzu, šķidrumu un citu cietvielu izšķīdināšanas līdzekli.

Gāzes var uzglabāt cietās daļās, piemēram, ūdeņradī magnija hidridā; šķidrumus cietās daļās var atrast kā ūdeni cukurā (mitru cietu vielu) vai kā dzīvsudrabu zeltā (amalgamu); un cietie-cietie šķīdumi tiek attēloti kā sakausējumi un saliktās cietās vielas, piemēram, polimēri ar piedevām.

Sagatavošana

Pirmā lieta, kas jāzina, sagatavojot risinājumu, ir formulējamā šķīduma veids; tas ir, jums jāzina, vai jūs gatavojaties atšķaidīt vai sagatavot šķīdumu no divu vai vairāku vielu maisījuma.

Vēl jāzina, kādas ir zināmās koncentrācijas un tilpuma vai masas vērtības atkarībā no izšķīdušās vielas agregācijas stāvokļa.

Sagatavot standarta risinājumus

Pirms sākat jebkuru sagatavošanos, pārliecinieties, vai mērinstrumenti (cita starpā, svari, cilindri, pipetes, biretes) ir kalibrēti.

Pēc tam mēra izšķīdušā materiāla daudzumu masā vai tilpumā, īpaši uzmanīgi, lai neizšļakstītos vai neizšķērdētu nekādu daudzumu, jo tas ietekmētu šķīduma galīgo koncentrāciju. Tas jāievieto izmantojamā kolbā, gatavojoties nākamajam posmam.

Pēc tam šim šķīdinātajam šķīdumam pievieno izmantojamo šķīdinātāju, pārliecinoties, ka kolbas saturs sasniedz tādu pašu jaudu.

Kolba ir aizbāzta un sakrata, pārliecinoties, ka tā tiek apgriezta, lai nodrošinātu efektīvu sajaukšanu un izšķīšanu. Tādā veidā tiek iegūts risinājums, kuru var izmantot turpmākajos eksperimentos.

Lai pagatavotu zināmas koncentrācijas atšķaidījumu

Lai atšķaidītu šķīdumu un samazinātu tā koncentrāciju, procesā, ko sauc par atšķaidīšanu, pievieno vairāk šķīdinātāja.

Izmantojot vienādojumu M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ , kur M simbolizē molāro koncentrāciju un V kopējo tilpumu (pirms un pēc atšķaidīšanas), jauno koncentrāciju var aprēķināt pēc koncentrācijas vai vajadzīgā tilpuma atšķaidīšanas lai sasniegtu vēlamo koncentrāciju.

Gatavojot atšķaidījumus, izejas šķīdumu vienmēr ņem jaunā, lielākā kolbā un pievieno šķīdinātāju, pārliecinoties, ka tas sasniedz mērīšanas līniju, lai garantētu vēlamo tilpumu.

Ja process ir eksotermisks un tāpēc rada drošības riskus, vislabāk ir mainīt procesu un pievienot koncentrētu šķīdumu šķīdinātājam, lai izvairītos no šļakatām.

Piemēri

Kā minēts iepriekš, risinājumiem ir dažādi agregācijas stāvokļi atkarībā no stāvokļa, kurā atrodas to izšķīdušais un šķīdinātājs. Šo maisījumu piemēri ir uzskaitīti zemāk:

- Heksāns parafīna vaskā ir šķidrā un cieta šķīduma piemērs.

- Ūdeņradis pallādijā ir gāzveida šķīdums.

- Etanols ūdenī ir šķidrums-šķidrums.

- Parastā sāls ūdenī ir ciets un šķidrs šķīdums.

- Tērauds, kas sastāv no oglekļa atomiem dzelzs atomu kristāliskajā matricā, ir cieta-cieta šķīduma piemērs.

- Gāzēts ūdens ir gāzveida šķidrums.

Atsauces

1. Wikipedia. (sf). Risinājums. Saturs iegūts no en.wikipedia.org
2. TutorVista. (sf). Risinājumu veidi. Iegūts no chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (sf). Šķidrums-šķidrums. Saturs iegūts no ck12.org
4. Fakultāte, U. (sf). Šķīduma sagatavošana. Saturs iegūts no fakultātes.vietnes.uci.edu
5. LibreTexts. (sf). Risinājumu sagatavošana. Saturs iegūts no chem.libretexts.org