เราอธิบายว่าสารละลายเคมีคืออะไรและมีลักษณะสำคัญอย่างไร นอกจากนี้จะจำแนกอย่างไรและมีความเข้มข้นอย่างไร
สารละลายเคมีคืออะไร?
สารละลายหรือสารละลายเคมีเรียกว่า ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ตั้งแต่สองคนขึ้นไป สารเคมีบริสุทธิ์. การละลายสามารถเกิดขึ้นได้ที่ระดับโมเลกุลหรือไอออนิก และไม่ก่อให้เกิด ปฏิกิริยาเคมี.
ด้วยวิธีนี้ สารละลายที่เกิดจากส่วนผสมของสององค์ประกอบจะมีเฟสเดียวที่สามารถจดจำได้ (แข็ง, ของเหลว หรือ โซดา) แม้ว่าส่วนประกอบที่แยกจากกันจะมีเฟสต่างกัน เช่น เมื่อละลายน้ำตาลใน น้ำ.
สารละลายเคมีทุกชนิดมีส่วนประกอบอย่างน้อยสองอย่าง: ตัวถูกละลาย (ซึ่งละลายในอีกตัวหนึ่ง) และตัวทำละลายหรือตัวทำละลาย (ซึ่งละลายตัวถูกละลาย) ในกรณีของน้ำตาลละลายในน้ำ น้ำตาลคือตัวถูกละลาย และน้ำคือตัวทำละลาย
การก่อตัวของโซลูชั่นและ ส่วนผสม ของสารเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาวัสดุใหม่และเพื่อให้เข้าใจถึงแรงทางเคมีที่ทำให้สสารสามารถรวมกันได้ นี่เป็นเรื่องที่น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับสาขาของ เคมี, ที่ ชีววิทยา และธรณีเคมี เป็นต้น
ลักษณะของสารละลายเคมี
โดยทั่วไป สารละลายเคมีมีลักษณะดังนี้:
- ตัวทำละลายและตัวทำละลาย ไม่สามารถแยกออกได้ด้วยวิธีการทางกายภาพเช่น การกรอง หรือ ร่อนตั้งแต่พวกเขา อนุภาค พวกเขาได้สร้างปฏิสัมพันธ์ทางเคมีใหม่
- พวกมันมีตัวถูกละลายและตัวทำละลาย (อย่างน้อยที่สุด) ในสัดส่วนที่ตรวจพบได้บางส่วน
- องค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบไม่สามารถแยกแยะได้ด้วยตาเปล่า
- ตัวถูกละลายและตัวทำละลายเท่านั้นที่สามารถแยกออกได้โดยวิธีการเช่น การกลั่น, ที่ การตกผลึก คลื่น โครมาโตกราฟี.
ประเภทของสารละลายเคมี
สารละลายเคมีสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์สองประการ
อัตราส่วนของตัวถูกละลายต่อตัวทำละลาย:
- เจือจาง เมื่อปริมาณของตัวถูกละลายเทียบกับตัวทำละลายมีน้อยมาก ตัวอย่างเช่น น้ำตาล 1 กรัมต่อน้ำ 100 กรัม
- เข้มข้น. เมื่อปริมาณของตัวถูกละลายเทียบกับตัวทำละลายมีมาก ตัวอย่างเช่น: น้ำตาล 25 กรัมในน้ำ 100 กรัม
- อิ่มตัว เมื่อตัวทำละลายไม่ยอมรับตัวละลายใด ๆ อีกต่อไป อุณหภูมิ. ตัวอย่างเช่น: น้ำตาล 36 กรัมในน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส
- อิ่มตัวเกินไป เนื่องจากความอิ่มตัวเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ หากเราเพิ่มอุณหภูมิ เราสามารถบังคับให้ตัวทำละลายมีตัวถูกละลายมากกว่าปกติ เพื่อให้ได้สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด (สมมติว่าอิ่มตัวมากเกินไป) ดังนั้น ภายใต้ความร้อน สารละลายจะใช้ตัวละลายมากกว่าปกติมาก
สถานะการรวมของส่วนประกอบ:
แข็ง:
- แข็งบนของแข็งทั้งตัวถูกละลายและตัวทำละลายอยู่ในสถานะของแข็ง ตัวอย่างเช่น: โลหะผสม เหมือนทองเหลืองทองแดง และสังกะสี)
- ก๊าซที่เป็นของแข็ง ตัวถูกละลายเป็นแก๊สและตัวทำละลายเป็นของแข็ง ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนในแพลเลเดียม ฝุ่นภูเขาไฟ และอื่นๆ
- ของเหลวในของแข็ง ตัวถูกละลายเป็นของเหลวและตัวทำละลายเป็นของแข็ง ตัวอย่างเช่น: อมัลกัม (ปรอทและเงิน)
ของเหลว:
- ของแข็งในของเหลว โดยทั่วไป ของแข็งจำนวนเล็กน้อย (ตัวถูกละลาย) จะละลายในของเหลว (ตัวทำละลาย) ตัวอย่างเช่น น้ำตาลที่ละลายในน้ำ
- แก๊สในของเหลว แก๊ส (ตัวถูกละลาย) ถูกละลายในของเหลว (ตัวทำละลาย) ตัวอย่างเช่น: ออกซิเจนละลายในน้ำจาก ทะเล ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำบนโลก
- ของเหลวในของเหลว ตัวทำละลายและตัวทำละลายเป็นของเหลว ตัวอย่างเช่น: อมัลกัม (ปรอทและเงิน)
โซดา:
- แก๊สเป็นแก๊ส ทั้งตัวถูกละลายและตัวทำละลายเป็นก๊าซ หลายครั้ง การแก้ปัญหาเหล่านี้ถูกสันนิษฐานว่าเป็นของผสมเนื่องจากปฏิกิริยาที่อ่อนแอระหว่างอนุภาคก๊าซ ตัวอย่างเช่น: ออกซิเจนใน อากาศ.
- ก๊าซที่เป็นของแข็ง ตัวถูกละลายเป็นแก๊สและตัวทำละลายเป็นของแข็ง ตัวอย่างเช่น: ฝุ่นที่ละลายในอากาศ
- ของเหลวในแก๊ส ตัวถูกละลายเป็นของเหลวและตัวทำละลายเป็นก๊าซ ตัวอย่างเช่น: ไอน้ำ ในอากาศ.
ความเข้มข้นของสารละลายเคมี
ความเข้มข้นเป็นปริมาณที่อธิบาย สัดส่วน ของตัวถูกละลายที่สัมพันธ์กับตัวทำละลายในสารละลาย ขนาดนี้แสดงเป็นหน่วยสองประเภทที่แตกต่างกัน:
หน่วยทางกายภาพ ที่แสดงออกมาเกี่ยวกับ น้ำหนัก และ ปริมาณ ของสารละลายเป็นเปอร์เซ็นต์ (คูณด้วย 100) ตัวอย่างเช่น:
- % น้ำหนัก / น้ำหนัก. มันแสดงเป็นกรัมของตัวถูกละลายมากกว่ากรัมของสารละลาย
- % ปริมาณ / ปริมาณ มันแสดงเป็นลูกบาศก์เซนติเมตร (cc) ของตัวถูกละลายมากกว่า cc ของสารละลาย
- % น้ำหนัก / ปริมาณ. รวมสองตัวก่อนหน้า: กรัมของตัวถูกละลายมากกว่า cc ของสารละลาย
หน่วยเคมี. ที่แสดงในระบบหน่วยเคมี ตัวอย่างเช่น:
- โมลาริตี (M) มันแสดงเป็นจำนวน ไฝ ของตัวถูกละลายมากกว่าสารละลายหนึ่งลิตรหรือสารละลายหนึ่งกิโลกรัม คำนวณได้ดังนี้
ที่ไหน น (X) คือจำนวนโมลขององค์ประกอบ X และ การละลาย คือปริมาตรของสารละลาย โมลาริตีแสดงเป็นโมล / สารละลายแอล
- เศษส่วนกราม (Xi). มันแสดงเป็นโมลของส่วนประกอบ (ตัวทำละลายหรือตัวถูกละลาย) ที่สัมพันธ์กับโมลทั้งหมดของสารละลายดังต่อไปนี้:
Xsolution = โมลของตัวถูกละลาย / (โมลของตัวถูกละลาย + โมลของตัวทำละลาย)
Xsolvent = โมลของตัวทำละลาย / (โมลของตัวถูกละลาย + โมลของตัวทำละลาย)
คิดอยู่เสมอว่า
Xsolvent + Xsolution = 1
เศษส่วนโมลไม่มีมิติ กล่าวคือ ไม่แสดงใน หน่วยวัด.
- โมลาลิตี (ม.) เป็นอัตราส่วนระหว่างจำนวนโมลของตัวถูกละลายใดๆ ต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย คำนวณได้ดังนี้
ที่ไหน ม. (X) คือโมลาลิตีของ X, น (X) คือจำนวนโมลของ X และ มวล (ตัวทำละลาย) คือมวลของตัวทำละลายที่แสดงเป็นกิโลกรัม สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงว่าโมลาริตีแสดงต่อตัวทำละลายหนึ่งกิโลกรัม (1000 กรัม) มันแสดงเป็นหน่วยของโมล / กก.