Διάλυμα, είναι κάθε ομογενές μίγμα δύο ή περισσότερων ουσιών.

Transcript

1 Διάλυμα, είναι κάθε ομογενές μίγμα δύο ή περισσότερων ουσιών. Διαλύτης: Είναι το συστατικό του διαλύματος που έχει την ίδια φυσική κατάσταση με το διάλυμα. Όταν περισσότερα από ένα συστατικά έχουν την ίδια φυσική κατάσταση με το διάλυμα, διαλύτης θεωρείται το συστατικό που βρίσκεται σε περίσσεια. Επίσης, σε όποιο διάλυμα υπάρχει νερό, το νερό είναι ο διαλύτης. Τα διαλύματα με διαλύτη το νερό ονομάζονται υδατικά. Διαλυμένη ουσία: Κάθε άλλο συστατικό του διαλύματος πλην του διαλύτη. Διαλυτότητα, ορίζεται η μέγιστη ποσότητα μιας ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα διαλύτη κάτω από ορισμένες συνθήκες. Κορεσμένο διάλυμα, είναι το διάλυμα που περιέχει τη μέγιστη ποσότητα διαλυμένης ουσίας σε ορισμένες συνθήκες. Στα κορεσμένα διαλύματα η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας είναι τόση όση επιτρέπεται από την διαλυτότητα της ουσίας στον διαλύτη. Ακόρεστο διάλυμα, είναι το διάλυμα που περιέχει μικρότερη ποσότητα διαλυμένης ουσίας από τη μέγιστη δυνατή.

2 Εκφράσεις περιεκτικότητας Επί τοις εκατό βάρος κατά βάρος (% w/w ή % κ.β.) Η έκφραση αυτή δηλώνει τα gr μιας χημικής ουσίας που είναι διαλυμένα σε 100 gr διαλύματος. Η % w/w περιεκτικότητα χρησιμοποιείται συνήθως σε διαλύματα στερεών σε υγρά ή στερεών σε στερεά (κράματα) επειδή τα στερεά περιγράφονται επιτυχέστερα με τη μάζα τους.

3 Παραδείγματα: Διάλυμα ζάχαρης 5 % w/w σημαίνει ότι σε 100 gr διαλύματος είναι διαλυμένα 5 gr ζάχαρης (τα υπόλοιπα 95 gr είναι νερό) Αν διαθέτουμε 300 gr διαλύματος, τότε σ'αυτά είναι διαλυμένα 15 gr ζάχαρης. Αν παρασκευάσουμε ένα διάλυμα διαλύοντας 10 Kgr αλατιού σε 190 Kgr νερού, τότε το διάλυμα (που έχει μάζα =200 Kgr) θα έχει περιεκτικότητα: /200= 5 % w/w. Για να παρασκευάσουμε ένα διάλυμα γλυκόζης 2 % w/w αρκεί να διαλύσουμε 2 gr γλυκόζης σε 98 gr νερού (ή 4 gr γλυκόζης σε 196 gr νερού κλπ.)

4 Επί τοις εκατό βάρος κατ' όγκο (% w/v ή % κ.ό.). Η έκφραση αυτή δηλώνει τα γραμμάρια μιας χημικής ουσίας που είναι διαλυμένα σε 100 mlt διαλύματος. Όταν διαλύεται μικρή ποσότητα στερεής ουσίας σε ένα διαλύτη (π.χ. νερό) για τη δημιουργία αραιού διαλύματος, ο αρχικός όγκος του διαλύτη δε μεταβάλλεται αισθητά και δεχόμαστε ότι αυτός θα είναι και ο όγκος του διαλύματος που θα προκύψει. Αν το διάλυμα όμως δεν είναι πολύ αραιό, πρέπει να λάβουμε υπόψη μας και τη μεταβολή του όγκου. Η % w/v περιεκτικότητα χρησιμοποιείται κυρίως για να περιγράψει διαλύματα στερεών σε υγρά.

5 Παραδείγματα: Διάλυμα ζάχαρης 2 % w/v σημαίνει ότι σε 100 mlt διαλύματος είναι διαλυμένα 5 gr ζάχαρης. Αν διαθέτουμε 500 mlt διαλύματος, τότε σ' αυτά είναι διαλυμένα 10 gr ζάχαρης. Αν παρασκευάσουμε ένα διάλυμα διαλύοντας 3 gr αλατιού σε 300 mlt νερού, τότε το διάλυμα (που θα έχει όγκο 300 m Lt) θα έχει περιεκτικότητα: 100 3/300=1 % w/v. Για να παρασκευάσουμε ένα διάλυμα ζάχαρης 2 % w/v αρκεί να διαλύσουμε 2 gr γλυκόζης σε 100 ml νερού (ή 4 gr γλυκόζης σε 200 mlt νερού κλπ.) Οι εκφράσεις (%w/w) και (%w/v) συνδέονται μεταξύ τους με τη σχέση: (%w/v) = d x (%w/w) όπου d = πυκνότητα του διαλύματος (gr/mlt)

6 Επί τοις εκατό όγκο κατ' όγκο (% v/v ή % κ.ό. ή % vol). Η έκφραση αυτή δηλώνει τα mlt μιας χημικής ουσίας, συνήθως υγρής, που είναι διαλυμένα σε 100 mlt διαλύματος. Όταν διαλύεται μια υγρή ουσία σε ένα διαλύτη, ο όγκος του τελικού διαλύματος είναι το άθροισμα των όγκων διαλύτη και διαλυμένης παρόλο που πιθανόν να παρατηρούνται κάποιες μικρομεταβολές (όπως π.χ. συστολή όγκου) λόγω δυνάμεων που ασκούνται μεταξύ των μορίων της διαλυμένης και του διαλύτη.

7 Παραδείγματα: Υδατικό διάλυμα οινοπνεύματος 30 % v/v σημαίνει ότι σε 100 mlt διαλύματος είναι διαλυμένα 30 mlt οινοπνεύματος. Αν παρασκευάσουμε ένα διάλυμα διαλύοντας 20 mlt μεθανόλης σε 200 ml νερού, τότε το διάλυμα (που θα έχει όγκο =220 mlt) θα έχει περιεκτικότητα /220= 9,09 % w/v. Ο αέρας έχει περιεκτικότητα περίπου 78 % v/v σε άζωτο και 21 % v/v σε οξυγόνο. Αν μια μπύρα έχει περιεκτικότητα 5 % vol, τότε υπάρχουν 5 ml οινοπνεύματος σε 100 mlt μπύρας. Όταν ένα ουίσκι είναι 40, τότε περιέχει 40 mlt οινοπνεύματος σε 100 mlt ποτού. Για να παρασκευάσουμε ένα υδατικό διάλυμα 10 % v/v αρκεί να διαλύσουμε 10 mlt υγρής ουσίας σε 90 mlt νερού (ή 20 mlt ουσίας σε 180 mlt νερού κλπ.)

8 Αραίωση διαλυμάτων Όταν σε ένα διάλυμα προσθέσουμε νερό, η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας παραμένει σταθερή, ενώ ο όγκος του διαλύματος μεγαλώνει. Συνεπώς, το τελικό διάλυμα έχει μικρότερη συγκέντρωση από το αρχικό. Κατά την αραίωση ισχύει η σχέση: C Αρχικό x V Αρχικό = C Τελικό x V Τελικό όπου, C Αρχικό και V Αρχικό η συγκέντρωση και ο όγκος του διαλύματος, αντίστοιχα, πριν την αραίωση και C Τελικό και V Τελικό η συγκέντρωση και ο όγκος του διαλύματος, αντίστοιχα, μετά την αραίωση

9 Ανάμειξη διαλυμάτων Όταν αναμείξουμε δύο η περισσότερα διαλύματα που περιέχουν την ίδια διαλυμένη ουσία, τότε προκύπτει ένα διάλυμα το οποίο έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: 1. Η μάζα του τελικού διαλύματος θα είναι ίση με το άθροισμα των μαζών των διαλυμάτων που αναμείξαμε. Δηλαδή, m τελ = m Δ1 + m Δ2 + m Δ Ο όγκος του τελικού διαλύματος σχεδόν πάντα θεωρούμε ότι είναι ίσος με το άθροισμα των όγκων των διαλυμάτων που αναμείξαμε. Δηλαδή, V τελ = V Δ1 + V Δ2 + V Δ Η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας στο τελικό διάλυμα θα είναι ίση με το άθροισμα των ποσοτήτων των διαλυμένων ουσιών που υπήρχαν στα αρχικά διαλύματα πριν από την ανάμειξη. Κατά την ανάμειξη διαλυμάτων της ίδιας ουσίας ισχύει η σχέση: C Τελικό x V Τελικό = C 1 x V 1 + C 2 x V 2 όπου, C 1, C 2 και V 1, V 2 οι συγκεντρώσεις και οι όγκοι των αρχικών διαλυμάτων και C Τελικό και V Τελικό η συγκέντρωση και ο όγκος του τελικού διαλύματος αντίστοιχα.

10