SOLUȚII CHIMICE: TIPURI, PREPARARE ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Soluțiile chimice sunt cunoscute sub numele de amestecuri omogene în chimie. Sunt amestecuri stabile de două sau mai multe substanțe în care o substanță (numită solut) se dizolvă într-o alta (numită solvent). Soluțiile adoptă faza de solvent în amestec și pot exista în faze solide, lichide și gazoase.

În natură există două tipuri de amestecuri: amestecuri eterogene și amestecuri omogene. Amestecurile eterogene sunt cele în care nu există o uniformitate în compoziția lor, iar proporțiile componentelor lor variază de la un eșantion din acestea.

Pe de altă parte, amestecurile omogene (soluții chimice) sunt amestecuri de solide, lichide sau gaze - pe lângă posibilele uniuni între componente care sunt în faze diferite - care au componentele lor împărțite în proporții egale prin conținutul lor.

Sistemele de amestec tind să caute omogenitate, cum ar fi atunci când se adaugă un colorant în apă. Acest amestec începe eterogen, dar timpul va face ca primul compus să difuzeze prin lichid, ceea ce face ca acest sistem să devină un amestec omogen.

Soluțiile și componentele lor sunt văzute în situații de zi cu zi și la niveluri de la industrial la laborator. Sunt obiecte de studiu datorită caracteristicilor pe care le prezintă și datorită forțelor și atracțiilor care apar între ele.

Tipuri

Există mai multe modalități de clasificare a soluțiilor, datorită caracteristicilor multiple și stărilor lor fizice posibile; Acesta este motivul pentru care trebuie să știți pe ce se bazează diferențele dintre tipurile de soluții înainte de a le separa în categorii.

Unul dintre modurile de a separa tipurile de soluție este prin nivelul de concentrare pe care îl are, denumit și saturația soluției.

Soluțiile au o calitate numită solubilitate, care este cantitatea maximă de solut care poate fi dizolvată într-o cantitate dată de solvent.

Există o clasificare a soluțiilor în funcție de concentrare, care le împarte în soluții empirice și soluții titrate.

Soluții empirice

Această clasificare, în care soluțiile sunt denumite și soluții calitative, nu ia în considerare cantitatea specifică de solut și solvenți din soluție, ci mai degrabă proporția acestora. Pentru aceasta, soluțiile sunt separate în diluate, concentrate, nesaturate, saturate și suprasaturate.

- Soluțiile diluate sunt cele în care cantitatea de solut din amestec este la un nivel minim comparativ cu volumul total al amestecului.

- Soluțiile nesaturate sunt cele care nu ating cantitatea maximă posibilă de solut pentru temperatura și presiunea la care se găsesc.

- Soluțiile concentrate au cantități considerabile de solut pentru volumul format.

- Soluțiile saturate sunt cele care au cea mai mare cantitate posibilă de solut pentru o anumită temperatură și presiune; în aceste soluții, solutul și solventul prezintă o stare de echilibru.

- Soluțiile suprasaturate sunt soluții saturate care au fost încălzite pentru a crește solubilitatea și a dizolva mai multă solutie; Se generează apoi o soluție „stabilă” cu exces de solut. Această stabilitate apare numai până când temperatura scade din nou sau presiunea se schimbă drastic, situație în care solutul va precipita în exces.

Soluții valorizate

Soluțiile titrate sunt cele în care sunt măsurate cantitățile numerice de soluți și solvent, respectând procentul, molarul, molarul și soluțiile normale titrate, fiecare cu seria sa de unități de măsură.

- Valorile procentuale vorbesc despre proporția în procente de grame sau mililitri de solut în o sută de grame sau mililitri de soluție totală.

- Concentrațiile molare (sau molaritatea) exprimă numărul de moli de solut per litru de soluție.

- Molalitatea, puțin utilizată în chimia modernă, este unitatea care exprimă numărul de alunițe ale unui solut împărțit la masa totală de solvent în kilograme.

- Normalitatea este măsura care exprimă numărul de echivalenți de solut între volumul total de soluție în litri, unde echivalenții pot reprezenta ioni H ⁺ pentru acizi sau OH ^- pentru baze.

În funcție de starea sa de agregare

Soluțiile pot fi, de asemenea, clasificate în funcție de starea în care se găsesc și acest lucru va depinde în principal de faza în care se găsește solventul (componenta prezentă în cea mai mare cantitate din amestec).

- Soluțiile gazoase sunt de natură rară, clasificate în literatură mai degrabă ca amestecuri de gaze decât ca soluții; acestea apar în condiții specifice și cu o interacțiune mică între moleculele lor, ca în cazul aerului.

- Lichidele au un spectru larg în lumea soluțiilor și reprezintă majoritatea acestor amestecuri omogene. Lichidele pot dizolva gazele, solidele și alte lichide cu ușurință și se găsesc în tot felul de situații cotidiene, în mod natural și sintetic.

Există, de asemenea, amestecuri lichide, care sunt adesea confundate cu soluții, precum emulsii, coloizi și suspensii, care sunt mai eterogene decât omogene.

- Gazele din lichid sunt observate în principal în situații precum oxigenul în apă și dioxidul de carbon în băuturile carbogazoase.

- Soluțiile lichid-lichide pot fi prezentate ca componente polare care se dizolvă liber în apă (cum ar fi etanolul, acidul acetic și acetonă) sau când un lichid nepolar se dizolvă în altul cu caracteristici similare.

- În cele din urmă, solidele au o gamă largă de solubilitate în lichide, cum ar fi săruri în apă și ceară în hidrocarburi, printre altele. Soluțiile solide sunt formate dintr-un solvent în fază solidă și pot fi văzute ca un mijloc de dizolvare a gazelor, lichidelor și a altor solide.

Gazele pot fi depozitate în solide, cum ar fi hidrogenul în hidrură de magneziu; lichidele din solide pot fi găsite ca apă în zahăr (un solid umed) sau ca mercur în aur (un amalgam); iar soluțiile solide-solide sunt reprezentate ca aliaje și solide compuse, cum ar fi polimeri cu aditivi.

preparare

Primul lucru care trebuie cunoscut la prepararea unei soluții este tipul de soluție care trebuie formulată; adică trebuie să știți dacă aveți de gând să faceți o diluare sau să preparați o soluție din amestecul a două sau mai multe substanțe.

Un alt lucru de știut este care sunt valorile cunoscute ale concentrației și volumului sau masei, în funcție de starea de agregare a solutului.

Pentru a pregăti soluții standard

Înainte de a începe orice pregătire, asigurați-vă că instrumentele de măsurare (bilanț, cilindri, pipete, birouri, printre altele) sunt calibrate.

În continuare, se măsoară cantitatea de solut în masă sau volum, având mare grijă să nu vărsăm sau să nu pierdem nicio cantitate, deoarece aceasta ar afecta concentrația finală a soluției. Aceasta trebuie introdusă în flaconul care va fi utilizat, pregătindu-se acum pentru următoarea etapă.

Ulterior, la această soluție se adaugă solventul care va fi utilizat, asigurându-vă că conținutul balonului atinge capacitatea acestuia.

Acest balon este oprit și agitat, asigurându-vă că îl inversați pentru a asigura amestecarea și dizolvarea eficiente. În acest fel se obține soluția, care poate fi folosită în experimentele viitoare.

Pentru a pregăti o diluare a concentrației cunoscute

Pentru a dilua o soluție și a scădea concentrația, se adaugă mai mult solvent într-un proces numit diluție.

Prin ecuația M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ , unde M simbolizează concentrația molară și V volumul total (înainte și după diluare), noua concentrație poate fi calculată după diluarea unei concentrații sau volumul necesar pentru a atinge concentrația dorită.

Atunci când pregătiți diluțiile, soluția mamă este întotdeauna dusă într-un nou balon mai mare și i se adaugă solvent, asigurându-vă că ajunge la linia de calibrare pentru a garanta volumul dorit.

Dacă procedeul este exotermic și, prin urmare, prezintă riscuri de siguranță, cel mai bine este să inversați procesul și să adăugați soluția concentrată la solvent pentru a evita stropirea.

Exemple

După cum am menționat mai sus, soluțiile vin în diferite stări de agregare, în funcție de starea în care se găsesc solutul și solventul lor. Exemple de aceste amestecuri sunt enumerate mai jos:

- Hexanul din ceară de parafină este un exemplu de soluție solid-lichid.

- Hidrogenul din paladiu este o soluție solidă în gaz.

- Etanolul în apă este o soluție lichid-lichid.

- Sarea comună în apă este o soluție solid-lichidă.

- Oțelul, compus din atomi de carbon într-o matrice cristalină de atomi de fier, este un exemplu de soluție solidă.

- Apa carbonatată este o soluție gazoasă.

Referințe

1. Wikipedia. (Sf). Soluţie. Preluat de pe en.wikipedia.org
2. TutorVista. (Sf). Tipuri de soluții. Preluat de la chimie.tutorvista.com
3. cK-12. (Sf). Soluție lichid-lichid. Preluat de pe ck12.org
4. Facultatea, U. (sf). Pregătirea soluției. Preluat din facultate.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (Sf). Pregătirea soluțiilor. Preluat de la chem.libretexts.org