CHEMICKÉ ROZTOKY: TYPY, PŘÍPRAVA A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Tyto chemické roztoky jsou známé jako homogenní směsi v chemii. Jsou to stabilní směsi dvou nebo více látek, ve kterých se jedna látka (nazývaná solut) rozpustí v jiné (nazývané rozpouštědlo). Roztoky přijímají ve směsi rozpouštědlovou fázi a mohou existovat v pevné, kapalné a plynné fázi.

V přírodě existují dva typy směsí: heterogenní směsi a homogenní směsi. Heterogenní směsi jsou takové, ve kterých není jednotnost jejich složení a jejich podíl se v jednotlivých vzorcích liší.

Na druhé straně, homogenní směsi (chemické roztoky) jsou směsi pevných látek, kapalin nebo plynů - kromě možných svazků mezi složkami, které jsou v různých fázích - které mají své složky rozděleny ve stejném poměru podle obsahu.

Míchací systémy mají tendenci usilovat o homogenitu, například když se do vody přidá barvivo. Tato směs začíná heterogenní, ale čas způsobí, že první sloučenina difunduje kapalinou, což způsobí, že se tento systém stane homogenní směsí.

Řešení a jejich komponenty jsou vidět v každodenních situacích a na úrovních od průmyslových až po laboratorní. Jsou předmětem studia kvůli vlastnostem, které vykazují, a kvůli silám a atrakcím, které se mezi nimi vyskytují.

Typy

Existuje několik způsobů, jak klasifikovat řešení z důvodu jejich rozmanitých charakteristik a jejich možných fyzických stavů; Proto musíte vědět, na čem jsou rozdíly mezi typy řešení založeny, než je rozdělíte do kategorií.

Jedním ze způsobů, jak oddělit typy řešení, je úroveň jeho koncentrace, která se také nazývá saturace roztoku.

Roztoky mají kvalitu nazývanou rozpustnost, což je maximální množství rozpuštěné látky, která může být rozpuštěna v daném množství rozpouštědla.

Existuje klasifikace roztoků podle koncentrace, která je dělí na empirická a titrovaná.

Empirická řešení

Tato klasifikace, ve které se roztoky nazývají také kvalitativní roztoky, nezohledňuje konkrétní množství rozpuštěné látky a rozpouštědel v roztoku, ale spíše jejich poměr. K tomu se roztoky rozdělí na zředěné, koncentrované, nenasycené, nasycené a přesycené.

- Naředěné roztoky jsou takové, ve kterých je množství rozpuštěné látky ve směsi na minimální úrovni ve srovnání s celkovým objemem směsi.

- Nenasycené roztoky jsou takové, které nedosahují maximálního možného množství rozpuštěné látky pro teplotu a tlak, při kterém jsou nalezeny.

- Koncentrovaná řešení mají značné množství rozpuštěné látky pro vytvořený objem.

- Nasycené roztoky jsou ta, která mají největší možné množství rozpuštěné látky pro danou teplotu a tlak; v těchto roztocích solut a rozpouštědlo představují rovnovážný stav.

- Přesycené roztoky jsou nasycené roztoky, které byly zahřáté, aby se zvýšila rozpustnost a rozpustil více rozpuštěný roztok; Potom se vytvoří "stabilní" roztok s přebytkem rozpuštěné látky. K této stabilitě dochází, dokud teplota znovu neklesne nebo dokud se drasticky nezmění tlak, což je situace, kdy se solut vysráží v nadbytku.

Cenná řešení

Titrované roztoky jsou takové, ve kterých se měří numerická množství rozpuštěných látek a rozpouštědla, přičemž se sleduje procentuální, molární, molární a normální titrované roztoky, každý se svými sériemi měrných jednotek.

- Procentní hodnoty vyjadřují podíl v gramech nebo mililitrech rozpuštěné látky ve sto gramech nebo mililitrech celkového roztoku.

- Molární koncentrace (nebo molarita) vyjadřují počet molů solutu na litr roztoku.

- Molality, který se v moderní chemii málo používá, je jednotka, která vyjadřuje počet molů solutu vydělený celkovou hmotností rozpouštědla v kilogramech.

- Normalita je míra, která vyjadřuje počet ekvivalentů rozpustných látek mezi celkovým objemem roztoku v litrech, kde ekvivalenty mohou představovat ionty H ⁺ pro kyseliny nebo OH ^- pro báze.

Podle stavu agregace

Roztoky lze také klasifikovat podle stavu, ve kterém se nacházejí, a to bude hlavně záviset na fázi, ve které se nachází rozpouštědlo (složka přítomná v největším množství ve směsi).

- Plynné roztoky jsou svou povahou vzácné a v literatuře jsou klasifikovány spíše jako směsi plynů než jako roztoky; vyskytují se za specifických podmínek as malou interakcí mezi jejich molekulami, jako v případě vzduchu.

- Kapaliny mají ve světě roztoků široké spektrum a představují většinu těchto homogenních směsí. Kapaliny mohou snadno rozpouštět plyny, pevné látky a jiné kapaliny a nacházejí se ve všech druzích každodenních situací, přirozeně a synteticky.

Existují také kapalné směsi, které jsou často zaměňovány s roztoky, jako jsou emulze, koloidy a suspenze, které jsou heterogennější než homogenní.

- Plyny v kapalině jsou pozorovány hlavně v situacích, jako je kyslík ve vodě a oxid uhličitý v sycených nápojích.

- Roztoky kapalina-kapalina mohou být prezentovány jako polární složky, které se volně rozpouštějí ve vodě (jako je ethanol, kyselina octová a aceton), nebo když se nepolární tekutina rozpustí v jiné s podobnými vlastnostmi.

- Konečně, pevné látky mají širokou škálu rozpustnosti v kapalinách, jako jsou například soli ve vodě a vosky v uhlovodících. Pevné roztoky jsou tvořeny z rozpouštědla v pevné fázi a lze je považovat za prostředek k rozpuštění plynů, kapalin a dalších pevných látek.

Plyny mohou být skladovány v pevných látkách, jako je vodík v hydridu hořečnatém; kapaliny v pevných látkách lze nalézt jako vodu v cukru (vlhká pevná látka) nebo jako rtuť ve zlatě (amalgám); a pevné a pevné roztoky jsou představovány jako slitiny a kompozitní pevné látky, jako jsou polymery s přísadami.

Příprava

První věc, která musí být známa při přípravě roztoku, je typ roztoku, který má být formulován; to znamená, že musíte vědět, zda se chystáte naředit nebo připravit roztok ze směsi dvou nebo více látek.

Další věcí, kterou je třeba vědět, jaké jsou známé hodnoty koncentrace, objemu nebo hmotnosti v závislosti na stavu agregace rozpuštěné látky.

Připravit standardní roztoky

Před zahájením jakékoli přípravy se ujistěte, že jsou měřicí přístroje (mimo jiné váhy, válce, pipety, byrety) kalibrovány.

Dále se měří množství rozpuštěné látky v hmotnosti nebo objemu, přičemž se velmi dbá na to, aby nedošlo k rozlití nebo plýtvání žádným množstvím, protože by to mělo vliv na konečnou koncentraci roztoku. Toto se musí vložit do baňky, která se má použít, a připravovat se nyní na další fázi.

Následně se k této rozpuštěné látce přidá rozpouštědlo, které se má použít, přičemž se zajistí, aby obsah baňky dosáhl stejné kapacity.

Tato baňka se uzavře zátkou a protřepe, ujistěte se, že ji převrátíte, aby se zajistilo účinné míchání a rozpuštění. Tímto způsobem se získá řešení, které lze použít v budoucích experimentech.

Připravit ředění známé koncentrace

Pro zředění roztoku a snížení jeho koncentrace se přidá více rozpouštědla v procesu zvaném ředění.

Rovnicí M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂, kde M symbolizuje molární koncentraci a V celkový objem (před a po zředění), lze novou koncentraci vypočítat po naředění koncentrace nebo požadovaném objemu k dosažení požadované koncentrace.

Při přípravě ředění se zásobní roztok vždy přemístí do nové, větší baňky a přidá se k němu rozpouštědlo, přičemž se ujistěte, že dosáhnete měřicí čáry, aby byl zaručen požadovaný objem.

Pokud je proces exotermický, a proto představuje bezpečnostní riziko, je nejlepší tento proces obrátit a přidat koncentrovaný roztok do rozpouštědla, aby se zabránilo rozstřikování.

Příklady

Jak je uvedeno výše, řešení přicházejí v různých stavech agregace v závislosti na stavu, ve kterém se nachází jejich rozpuštěná látka a rozpouštědlo. Příklady těchto směsí jsou uvedeny níže:

- Hexan v parafínovém vosku je příkladem roztoku kapalina-pevná látka.

- Vodík v palladiu je plynný pevný roztok.

- Ethanol ve vodě je roztok kapalina-kapalina.

- Společná sůl ve vodě je roztok pevná látka-kapalina.

- Ocel, složená z atomů uhlíku v krystalické matrici atomů železa, je příkladem roztoku pevná látka-pevná látka.

- Perlivá voda je roztok plynu a kapaliny.

Reference

1. Wikipedia. (sf). Řešení. Citováno z en.wikipedia.org
2. TutorVista. (sf). Druhy řešení. Citováno z chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (sf). Liquid-Liquid Solution. Citováno z ck12.org
4. Fakulta, U. (sf). Příprava roztoku. Citováno z fakulty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (sf). Příprava řešení. Citováno z Chem.libretexts.org