ХИМИЧЕСКИЕ РАСТВОРЫ: ВИДЫ, ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2026

Эти химические растворы известны как однородные смеси в химии. Это стабильные смеси двух или более веществ, в которых одно вещество (называемое растворенным веществом) растворяется в другом (называемом растворителем). Растворы принимают фазу растворителя в смеси и могут существовать в твердой, жидкой и газообразной фазах.

В природе существует два типа смесей: гетерогенные смеси и гомогенные смеси. Гетерогенные смеси - это смеси, в которых нет единообразия по составу, а пропорции компонентов в разных образцах различаются.

С другой стороны, гомогенные смеси (химические растворы) представляют собой смеси твердых веществ, жидкостей или газов - в дополнение к возможным соединениям между компонентами, находящимися в разных фазах, - компоненты которых разделены в равных пропорциях по своему содержанию.

Системы смешивания стремятся к однородности, например, при добавлении красителя в воду. Эта смесь сначала неоднородна, но со временем первое соединение диффундирует через жидкость, в результате чего эта система станет гомогенной смесью.

Решения и их компоненты используются в повседневных ситуациях и на разных уровнях от промышленного до лабораторного. Они являются объектами изучения из-за присущих им характеристик, а также из-за сил и притяжения, возникающих между ними.

Типы

Существует несколько способов классификации решений в зависимости от их многочисленных характеристик и возможных физических состояний; Вот почему вы должны знать, на чем основаны различия между типами решений, прежде чем разделять их на категории.

Один из способов разделения типов раствора - это уровень его концентрации, который также называется насыщением раствора.

Растворы обладают качеством, называемым растворимостью, то есть максимальным количеством растворенного вещества, которое может быть растворено в данном количестве растворителя.

Существует классификация растворов по концентрации, которая делит их на эмпирические растворы и титрованные растворы.

Эмпирические решения

Эта классификация, в которой растворы также называются качественными растворами, учитывает не конкретное количество растворенных веществ и растворителей в растворе, а их пропорцию. Для этого растворы разделяются на разбавленные, концентрированные, ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные.

- Разбавленные растворы - это те, в которых количество растворенного вещества в смеси находится на минимальном уровне по сравнению с общим объемом смеси.

- Ненасыщенные растворы - это растворы, в которых не достигается максимально возможное количество растворенного вещества для температуры и давления, при которых они находятся.

- Концентрированные растворы содержат значительное количество растворенного вещества для образовавшегося объема.

- Насыщенные растворы - это растворы, которые содержат максимально возможное количество растворенного вещества для данной температуры и давления; в этих растворах растворенное вещество и растворитель находятся в равновесном состоянии.

- Перенасыщенные растворы - это насыщенные растворы, которые были нагреты для увеличения растворимости и растворения большего количества растворенных веществ; Затем создается «стабильный» раствор с избытком растворенного вещества. Эта стабильность сохраняется только до тех пор, пока температура снова не упадет или давление резко не изменится, ситуация, при которой растворенное вещество будет осаждаться в избытке.

Ценные решения

Титрованные растворы - это растворы, в которых численные количества растворенных веществ и растворителя измеряются с соблюдением процентных, молярных, молярных и нормальных титрованных растворов, каждый со своим рядом единиц измерения.

- Значения в процентах говорят о пропорции в процентах граммов или миллилитров растворенного вещества в ста граммах или миллилитрах общего раствора.

- Молярные концентрации (или молярность) выражают количество молей растворенного вещества на литр раствора.

- Моляльность, мало используемая в современной химии, - это единица, которая выражает количество молей растворенного вещества, деленное на общую массу растворителя в килограммах.

- Нормальность - это мера, которая выражает количество эквивалентов растворенного вещества в общем объеме раствора в литрах, где эквиваленты могут представлять ионы H ⁺ для кислот или OH ^- для оснований.

По агрегатному состоянию

Растворы также можно классифицировать по состоянию, в котором они находятся, и это будет зависеть главным образом от фазы, в которой находится растворитель (компонент, присутствующий в наибольшем количестве в смеси).

- газообразные растворы встречаются редко и классифицируются в литературе как газовые смеси, а не как растворы; они возникают в определенных условиях и при небольшом взаимодействии между их молекулами, как в случае с воздухом.

- Жидкости имеют широкий спектр растворов и представляют собой большинство этих гомогенных смесей. Жидкости могут легко растворять газы, твердые вещества и другие жидкости, и они встречаются во всех повседневных ситуациях естественным и синтетическим путем.

Существуют также жидкие смеси, которые часто путают с растворами, такие как эмульсии, коллоиды и суспензии, которые более гетерогенные, чем гомогенные.

- Газы в жидкости в основном наблюдаются в таких ситуациях, как кислород в воде и углекислый газ в газированных напитках.

- Растворы жидкость-жидкость могут быть представлены как полярные компоненты, которые свободно растворяются в воде (например, этанол, уксусная кислота и ацетон), или когда неполярная жидкость растворяется в другой жидкости с аналогичными характеристиками.

- Наконец, твердые вещества обладают широким диапазоном растворимости в жидкостях, например, соли в воде и парафины в углеводородах. Твердые растворы образуются из твердофазного растворителя и могут рассматриваться как средство растворения газов, жидкостей и других твердых веществ.

Газы могут храниться в твердых телах, таких как водород в гидриде магния; жидкости в твердых телах могут быть обнаружены как вода в сахаре (влажное твердое вещество) или как ртуть в золоте (амальгама); твердо-твердые растворы представлены в виде сплавов и композитных твердых веществ, например полимеров с добавками.

подготовка

Первое, что необходимо знать при приготовлении раствора, - это тип раствора, который нужно приготовить; то есть вы должны знать, собираетесь ли вы сделать разведение или приготовить раствор из смеси двух или более веществ.

Еще одна вещь, которую необходимо знать, - это известные значения концентрации и объема или массы в зависимости от агрегатного состояния растворенного вещества.

Приготовить стандартные растворы

Перед началом любой подготовки убедитесь, что измерительные инструменты (весы, цилиндры, пипетки, бюретки и другие) откалиброваны.

Затем измеряется количество растворенного вещества по массе или объему, уделяя особое внимание тому, чтобы не пролить или не тратить какое-либо количество, поскольку это может повлиять на конечную концентрацию раствора. Его необходимо ввести в колбу, чтобы подготовиться к следующему этапу.

Впоследствии к этому растворенному веществу добавляется используемый растворитель, чтобы содержимое колбы достигло его вместимости.

Эту колбу закрывают пробкой и встряхивают, обязательно перевернув ее, чтобы обеспечить эффективное перемешивание и растворение. Таким образом получается решение, которое можно использовать в будущих экспериментах.

Чтобы приготовить раствор известной концентрации

Чтобы разбавить раствор и снизить его концентрацию, добавляют больше растворителя в процессе, называемом разбавлением.

Посредством уравнения M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ , где M обозначает молярную концентрацию, а V - общий объем (до и после разбавления), новая концентрация может быть рассчитана после разбавления концентрации или требуемого объема. для достижения желаемой концентрации.

При приготовлении разбавлений основной раствор всегда переносят в новую колбу большего размера и добавляют в нее растворитель, чтобы убедиться, что он достиг линии измерения, чтобы гарантировать желаемый объем.

Если процесс является экзотермическим и поэтому представляет угрозу безопасности, лучше всего изменить процесс и добавить концентрированный раствор к растворителю, чтобы избежать разбрызгивания.

Примеры

Как упоминалось выше, растворы находятся в различных агрегатных состояниях, в зависимости от состояния, в котором находятся их растворенное вещество и растворитель. Примеры этих смесей перечислены ниже:

- Гексан в парафиновом воске является примером жидко-твердого раствора.

- Водород в палладии представляет собой твердый газообразный раствор.

- Этанол в воде - это жидкость-жидкость.

- Поваренная соль в воде представляет собой твердо-жидкий раствор.

- Сталь, состоящая из атомов углерода в кристаллической матрице атомов железа, является примером твердого раствора.

- Газированная вода - это газожидкостный раствор.

Ссылки

1. Wikipedia. (SF). Решение. Получено с en.wikipedia.org
2. TutorVista. (SF). Типы решений. Получено с сайта chemistry.tutorvista.com
3. СК-12. (SF). Жидкостно-жидкий раствор. Получено с ck12.org
4. Факультет, У. (н.ф.). Приготовление раствора. Получено с faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (SF). Подготовка решений. Получено с сайта chem.libretexts.org