Kimyasal Çözümler: Tipleri, Hazırlanması ve Örnekleri

Kimyasal çözeltiler, kimyadaki homojen karışımlar olarak bilinir. Bir maddenin (çözünen olarak adlandırılan) diğerinde çözündüğü (solvent olarak adlandırılan) iki veya daha fazla maddenin stabil karışımlarıdır. Çözeltiler, karışımın içindeki çözücünün fazını benimser ve katı, sıvı ve gaz fazlarında bulunabilir.

Doğada iki tür karışım vardır: heterojen karışımlar ve homojen karışımlar. Heterojen karışımlar, bileşimlerinde tek biçimliliği olmayan ve bileşenlerinin oranları bunlardan numunelerden farklı olanlardır.

Buna karşılık, homojen karışımlar (kimyasal çözeltiler), bileşenleri farklı fazlarda olan bileşenler arasındaki muhtemel bağlantılara ek olarak - bileşenlerini içerikleri boyunca eşit oranlara bölünmüş olan katı, sıvı veya gazların karışımlarıdır.

Karıştırma sistemleri, suya bir boya eklendiğinde olduğu gibi homojenlik aramaya meyillidir. Bu karışım heterojen olmaya başlar, ancak zaman birinci bileşiğin sıvı içinde yayılmasına neden olur ve bu sistem homojen bir karışım haline gelir.

Çözümler ve bileşenleri, günlük durumlarda ve sanayiden laboratuvara kadar değişen seviyelerde gözlenir. Onlar sundukları özellikler ve bunlar arasında ortaya çıkan güçler ve çekicilikler nedeniyle çalışmanın nesneleridir.

tip

Çoklu özellikleri ve muhtemel fiziksel durumları nedeniyle çözümleri sınıflandırmanın birkaç yolu vardır; Bu nedenle, çözüm türleri arasındaki farkların kategorilere ayrılmadan önce neye dayandığını bilmek gerekir.

Çözelti türlerini ayırmanın yollarından biri, çözelti doyması olarak da adlandırılan konsantrasyon seviyesine bağlıdır.

Solüsyonlar çözünürlük olarak adlandırılan bir kaliteye sahiptir, bu, belirli bir miktarda çözücü içinde çözülebilen maksimum çözünen miktarıdır.

Çözümlerin konsantrasyona göre sınıflandırılması, bunları deneysel çözümlere ve değerli çözümlere bölmesi.

Ampirik çözümler

Çözeltilerin nitel çözümler olarak da adlandırıldığı bu sınıflandırma, çözelti içindeki belirli miktardaki çözücüler ve çözücüleri değil, oranlarını dikkate alır. Bunun için çözeltiler seyreltilmiş, konsantre, doymamış, doymuş ve süper doymuş olarak ayrılmıştır.

- Seyreltilmiş çözeltiler, karışımdaki çözünen miktarın, aynı miktarın toplamına kıyasla minimum düzeyde olduğu çözeltilerdir.

- Doymamış çözeltiler, bulundukları sıcaklık ve basınç için mümkün olan maksimum çözünen miktarına ulaşmayan çözeltilerdir.

- Konsantre çözeltiler oluşan hacim için önemli miktarda çözünen maddeye sahiptir.

- Doymuş çözeltiler, belirli bir sıcaklık ve basınç için mümkün olan en yüksek miktarda çözünen çözeltilerdir; Bu çözeltilerde, çözünen ve çözücü bir denge durumu gösterir.

- Aşırı doygun çözeltiler, çözünürlüğü arttırmak ve daha fazla çözünen çözünmesi için ısıtılmış doymuş çözeltilerdir; daha sonra aşırı çözünen ile "kararlı" bir çözelti üretilir. Bu stabilite ancak sıcaklık geri düşene veya basınç sert bir şekilde değişinceye kadar, çözücünün fazla miktarda çökeleceği duruma kadar oluşur.

Değerli çözümler

Değerlendirilen çözeltiler, her biri ölçü birimi ile birlikte, yüzdelik, molar, mola ve normal olarak değerlendirilen çözeltileri izleyerek, sayısal çözücüler ve çözücü miktarlarının ölçüldüğülerdir.

- Yüzde değerleri, yüz gram veya mililitre toplam çözeltideki gram veya mililitre çözünen yüzdesindeki orandan bahseder.

- Molar konsantrasyonlar (veya molarite), bir litre çözelti başına çözünen mol sayısını ifade eder.

- Modern kimyada çok az kullanılan molalite, bir çözücünün mol miktarını toplam çözücü kütlesi arasında kilogram cinsinden ifade eden birimdir.

- Normallik, eşdeğerlerin asitler için H + iyonlarını veya bazlar için OH - 'yi temsil edebildiği litre cinsinden toplam çözelti hacmi arasındaki çözünen denklerin sayısını ifade eden ölçüdür.

Toplanma durumunuza göre

Solüsyonlar bulundukları hallere göre de sınıflandırılabilir ve bu esas olarak çözücünün bulunduğu faza bağlı olacaktır (karışım içinde en fazla miktarda bulunan bileşen).

- Gaz halindeki çözeltiler, doğada nadir görülür, literatürde çözeltiler yerine gazların karışımları olarak sınıflandırılır; Spesifik koşullarda ve havada olduğu gibi molekülleri arasında çok az etkileşimle oluşurlar.

- Sıvılar, çözelti dünyasında geniş bir yelpazeye sahiptir ve bu homojen karışımların çoğunu temsil eder. Sıvılar, gazları, katıları ve diğer sıvıları kolayca çözebilir ve her türlü günlük durumda doğal ve sentetik bir şekilde bulunur.

Aynı zamanda, homojen olandan daha heterojen olan emülsiyonlar, kolloidler ve süspansiyonlar gibi çözeltilerle karıştırılan sıvı karışımları da vardır.

- Sıvıdaki gazlar, esas olarak sudaki oksijen ve karbonatlı içeceklerde karbondioksit gibi durumlarda görülür.

- Sıvı-sıvı çözeltiler, suda serbestçe çözünen polar bileşenler olarak (etanol, asetik asit ve aseton gibi) veya polar olmayan bir akışkanın benzer özelliklere sahip başka bir halinde çözündüğü zaman sunulabilir.

- Son olarak, katılar, diğerlerinin yanı sıra, sudaki tuzlar ve hidrokarbonlardaki balmumları gibi sıvılarda geniş bir çözünürlük aralığına sahiptir. Katı çözeltiler, katı fazda bir çözücüden oluşturulur ve gazları, sıvıları ve diğer katıları çözmenin bir aracı olarak görülebilir.

Gazlar, magnezyum hidridde hidrojen gibi katıların içinde depolanabilir; katı maddelerdeki sıvılar, şekerli su (ıslak bir katı) veya altındaki cıva (bir amalgam); ve katı-katı çözeltiler, alaşımlar ve katkı maddeleri olan polimerler gibi kompozit katı maddeler olarak temsil edilir.

hazırlık

Bir çözelti hazırlığı yapılırken bilinmesi gereken ilk şey, formüle edilecek olan çözülme türüdür; yani, iki veya daha fazla maddenin karışımından bir seyreltme yapılacak mı yoksa bir çözelti mi hazırlayacağınızı bilmelisiniz.

Bilinmesi gereken bir diğer şey, çözünen maddenin toplanma durumuna bağlı olarak, bilinen konsantrasyon ve hacim veya kütle değerleridir.

Standart çözümler hazırlamak

Herhangi bir hazırlığa başlamadan önce, ölçüm cihazlarının (teraziler, silindirler, pipetler, diğerleri gibi diğerleri) kalibre edildiğinden emin olunmalıdır.

Ardından, çözeltinin nihai konsantrasyonunu etkileyeceğinden herhangi bir miktarı dökmemeye veya israf etmemeye özen göstererek, kütle veya hacim olarak çözünen miktarını ölçmeye başlayın. Bu, bir sonraki aşamaya hazırlanmak üzere kullanılacak olan şişeye verilmelidir.

Daha sonra, kullanılacak olan çözücü bu çözeltiye ilave edilir, balonun içeriğinin aynı ölçüm kapasitesine ulaştığından emin olun.

Bu şişe kapatılır ve çalkalanır, etkili karıştırma ve çözülme sağlamak için ters çevrilir. Bu şekilde gelecekteki deneylerde kullanılabilecek olan çözüm elde edilir.

Bilinen konsantrasyonda bir seyreltme hazırlamak

Bir çözeltiyi seyreltmek ve konsantrasyonunu düşürmek için, seyreltme adı verilen bir işlemde daha fazla çözücü eklenir.

M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ denklemiyle, burada M, molar konsantrasyonunu ve V toplam hacmi (seyreltmeden önce ve sonra) sembolize eder, yeni konsantrasyon, bir konsantrasyon veya istenen hacim seyreltildikten sonra hesaplanabilir. İstenilen konsantrasyona ulaşmak için.

Dilüsyonları hazırlarken, ana çözelti daima daha büyük bir şişeye alınır ve istenen hacmi garanti etmek için ölçüm hattına ulaştığından emin olarak solvent eklenir.

İşlem ekzotermik ise ve bu nedenle güvenlik riskleri varsa, sıçramayı önlemek için işlemi tersine çevirmek ve konsantre çözeltiyi çözücüye eklemek daha iyidir.

Örnekler

Yukarıda bahsedildiği gibi, çözümler, çözünen ve çözücünüzün bulunduğu duruma bağlı olarak farklı kümelenme hallerinde gelir. Aşağıda bu karışımların örnekleri verilmiştir:

- Parafin balmumundaki heksan, sıvı-katı bir çözeltinin bir örneğidir.

- Paladyumdaki hidrojen, gaz halinde katı bir çözeltidir.

- Sudaki etanol sıvı-sıvı bir çözeltidir.

- Sudaki ortak tuz, katı-sıvı bir çözeltidir.

- Kristalimsi bir demir atomu matrisindeki karbon atomlarından oluşan çelik, katı-katı bir çözelti örneğidir.

- Karbon suyu gaz-sıvı bir çözeltidir.