CHEMISCHE OPLOSSINGEN: SOORTEN, PREPARATEN EN VOORBEELDEN - CHEMIE - 2025

De chemische oplossingen staan ​​bekend als homogene mengsels in de chemie. Het zijn stabiele mengsels van twee of meer stoffen waarin de ene stof (opgeloste stof genoemd) oplost in een andere (oplosmiddel genaamd). De oplossingen nemen de oplosmiddelfase in het mengsel aan en kunnen bestaan ​​in vaste, vloeibare en gasvormige fasen.

In de natuur zijn er twee soorten mengsels: heterogene mengsels en homogene mengsels. Heterogene mengsels zijn mengsels waarin er geen uniformiteit in hun samenstelling is, en de verhoudingen van hun componenten variëren over de monsters ervan.

Aan de andere kant zijn homogene mengsels (chemische oplossingen) mengsels van vaste stoffen, vloeistoffen of gassen - naast mogelijke verbindingen tussen componenten die zich in verschillende fasen bevinden - waarvan de componenten in gelijke verhoudingen zijn verdeeld door hun inhoud.

Mengsystemen hebben de neiging om homogeniteit te zoeken, bijvoorbeeld wanneer een kleurstof aan water wordt toegevoegd. Dit mengsel begint heterogeen, maar na verloop van tijd zal de eerste verbinding door de vloeistof diffunderen, waardoor dit systeem een ​​homogeen mengsel wordt.

Oplossingen en hun componenten worden gezien in alledaagse situaties en op niveaus variërend van industrieel tot laboratorium. Het zijn studieobjecten vanwege de kenmerken die ze vertonen en vanwege de krachten en aantrekkingskracht die tussen hen optreden.

Soorten

Er zijn verschillende manieren om oplossingen te classificeren vanwege hun veelvoudige kenmerken en hun mogelijke fysieke toestanden; Daarom moet u weten waarop de verschillen tussen de soorten oplossingen zijn gebaseerd voordat u ze in categorieën opsplitst.

Een van de manieren om de soorten oplossingen te scheiden, is door het concentratieniveau dat het heeft, ook wel de verzadiging van de oplossing genoemd.

Oplossingen hebben een kwaliteit die oplosbaarheid wordt genoemd, wat de maximale hoeveelheid opgeloste stof is die kan worden opgelost in een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel.

Er is een classificatie van oplossingen door concentratie, die ze verdeelt in empirische oplossingen en getitreerde oplossingen.

Empirische oplossingen

Deze classificatie, waarin de oplossingen ook kwalitatieve oplossingen worden genoemd, houdt geen rekening met de specifieke hoeveelheid opgeloste stof en oplosmiddelen in de oplossing, maar met hun aandeel. Hiervoor worden de oplossingen gescheiden in verdund, geconcentreerd, onverzadigd, verzadigd en oververzadigd.

- Verdunde oplossingen zijn oplossingen waarin de hoeveelheid opgeloste stof in het mengsel minimaal is in vergelijking met het totale volume van het mengsel.

- Onverzadigde oplossingen zijn oplossingen die niet de maximale hoeveelheid opgeloste stof bereiken voor de temperatuur en druk waarbij ze worden aangetroffen.

- Geconcentreerde oplossingen hebben aanzienlijke hoeveelheden opgeloste stof voor het volume dat is gevormd.

- Verzadigde oplossingen zijn oplossingen met de grootst mogelijke hoeveelheid opgeloste stof voor een gegeven temperatuur en druk; in deze oplossingen vertonen de opgeloste stof en het oplosmiddel een evenwichtstoestand.

- Oververzadigde oplossingen zijn verzadigde oplossingen die zijn verhit om de oplosbaarheid te verhogen en meer opgeloste stof op te lossen; Een "stabiele" oplossing met een overmaat aan opgeloste stof wordt dan gegenereerd. Deze stabiliteit treedt pas op totdat de temperatuur weer daalt of de druk drastisch verandert, een situatie waarin de opgeloste stof in overmaat zal neerslaan.

Gewaardeerde oplossingen

De getitreerde oplossingen zijn die waarin de numerieke hoeveelheden opgeloste stoffen en oplosmiddel worden gemeten, waarbij het percentage, molaire, molaire en normaal getitreerde oplossingen wordt bekeken, elk met zijn reeks meeteenheden.

- De procentuele waarden spreken van de verhouding in procenten gram of milliliter opgeloste stof in honderd gram of milliliter totale oplossing.

- Molaire concentraties (of molariteit) drukken het aantal mol opgeloste stof per liter oplossing uit.

- Molaliteit, weinig gebruikt in de moderne chemie, is de eenheid die het aantal mol van een opgeloste stof uitdrukt gedeeld door de totale massa oplosmiddel in kilogram.

- Normaliteit is de maat die het aantal opgeloste equivalenten tussen het totale volume van de oplossing in liters uitdrukt, waarbij de equivalenten de ionen H ⁺ voor zuren of OH ^- voor basen kunnen vertegenwoordigen .

Volgens zijn aggregatietoestand

Oplossingen kunnen ook worden geclassificeerd op basis van de staat waarin ze worden aangetroffen, en dit zal voornamelijk afhangen van de fase waarin het oplosmiddel wordt aangetroffen (de component die in de grootste hoeveelheid in het mengsel aanwezig is).

- Gasvormige oplossingen zijn zeldzaam van aard, in de literatuur geclassificeerd als gasmengsels in plaats van als oplossingen; ze komen voor onder specifieke omstandigheden en met weinig interactie tussen hun moleculen, zoals in het geval van lucht.

- Vloeistoffen hebben een breed spectrum in de wereld van oplossingen en vertegenwoordigen het merendeel van deze homogene mengsels. Vloeistoffen kunnen gemakkelijk gassen, vaste stoffen en andere vloeistoffen oplossen en worden in allerlei alledaagse situaties, natuurlijk en synthetisch, aangetroffen.

Er zijn ook vloeibare mengsels die vaak worden verward met oplossingen, zoals emulsies, colloïden en suspensies, die meer heterogeen dan homogeen zijn.

- Gassen in vloeistof worden voornamelijk waargenomen in situaties zoals zuurstof in water en kooldioxide in koolzuurhoudende dranken.

- Vloeistof-vloeistofoplossingen kunnen worden gepresenteerd als polaire componenten die vrij oplossen in water (zoals ethanol, azijnzuur en aceton), of wanneer een niet-polaire vloeistof oplost in een andere met vergelijkbare eigenschappen.

- Ten slotte hebben vaste stoffen een breed scala aan oplosbaarheid in vloeistoffen, zoals onder meer zouten in water en wassen in koolwaterstoffen. Vaste oplossingen worden gevormd uit een oplosmiddel in de vaste fase en kunnen worden gezien als een middel om gassen, vloeistoffen en andere vaste stoffen op te lossen.

Gassen kunnen worden opgeslagen in vaste stoffen, zoals waterstof in magnesiumhydride; vloeistoffen in vaste stoffen kunnen worden gevonden als water in suiker (een natte vaste stof) of als kwik in goud (een amalgaam); en vaste-vaste-oplossingen worden weergegeven als legeringen en samengestelde vaste stoffen, zoals polymeren met toevoegingen.

Voorbereiding

Het eerste dat bekend moet zijn bij het bereiden van een oplossing, is het type oplossing dat moet worden geformuleerd; dat wil zeggen, u moet weten of u een verdunning gaat maken of een oplossing gaat bereiden uit het mengsel van twee of meer stoffen.

Een ander ding om te weten is wat de bekende waarden van concentratie en volume of massa zijn, afhankelijk van de aggregatietoestand van de opgeloste stof.

Om standaardoplossingen voor te bereiden

Zorg ervoor dat de meetinstrumenten (weegschaal, cilinders, pipetten, buretten, enz.) Zijn gekalibreerd voordat u met de voorbereiding begint.

Vervolgens wordt de hoeveelheid opgeloste stof in massa of volume gemeten, waarbij er goed op wordt gelet dat er geen hoeveelheid wordt gemorst of verspild, aangezien dit de uiteindelijke concentratie van de oplossing zou beïnvloeden. Dit moet in de kolf worden gebracht om te worden gebruikt, nu voorbereidend op de volgende fase.

Vervolgens wordt het te gebruiken oplosmiddel aan deze opgeloste stof toegevoegd, zodat de inhoud van de kolf de capaciteit hiervan bereikt.

Deze kolf wordt afgesloten en geschud, en zorg ervoor dat je hem omkeert om effectief te mengen en oplossen. Op deze manier wordt de oplossing verkregen, die kan worden gebruikt in toekomstige experimenten.

Om een ​​verdunning met bekende concentratie te bereiden

Om een ​​oplossing te verdunnen en de concentratie te verlagen, wordt er meer oplosmiddel toegevoegd in een proces dat verdunning wordt genoemd.

Door de vergelijking M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ , waarbij M de molaire concentratie symboliseert en V het totale volume (voor en na verdunning), kan de nieuwe concentratie worden berekend na verdunning van een concentratie, of het vereiste volume om de gewenste concentratie te bereiken.

Bij het bereiden van verdunningen wordt de stamoplossing altijd naar een nieuwe, grotere kolf gebracht en wordt er oplosmiddel aan toegevoegd, waarbij u ervoor zorgt dat u de meetlijn bereikt om het gewenste volume te garanderen.

Als het proces exotherm is en daarom veiligheidsrisico's inhoudt, is het het beste om het proces om te keren en de geconcentreerde oplossing aan het oplosmiddel toe te voegen om spatten te voorkomen.

Voorbeelden

Zoals hierboven vermeld, komen oplossingen in verschillende aggregatietoestanden voor, afhankelijk van de toestand waarin hun opgeloste stof en oplosmiddel worden aangetroffen. Voorbeelden van deze mengsels zijn hieronder opgesomd:

- Hexaan in paraffinewas is een voorbeeld van een vloeistof-vaste oplossing.

- Waterstof in palladium is een gasvaste oplossing.

- Ethanol in water is een vloeistof-vloeistofoplossing.

- Gewoon zout in water is een vaste-vloeistofoplossing.

- Staal, samengesteld uit koolstofatomen in een kristallijne matrix van ijzeratomen, is een voorbeeld van een vaste stof-vaste oplossing.

- Koolzuurhoudend water is een gas-vloeistofoplossing.

Referenties

1. Wikipedia. (sf). Oplossing. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. TutorVista. (sf). Soorten oplossingen. Opgehaald van chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (sf). Vloeistof-vloeistofoplossing. Opgehaald van ck12.org
4. Faculteit, U. (sf). Oplossingsvoorbereiding. Opgehaald van faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (sf). Oplossingen voorbereiden. Opgehaald van chem.libretexts.org