1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο 1. ΙΑΛΥΜΑΤΑ (ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ - ΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ) Όπως νφέρµε διάλυµ είνι έν οµογενές µίγµ που ποτελείτι πό δύο ή περισσότερες χηµικές ουσίες. Περιεκτικότητ διλύµτος είνι η ποσότητ της διλυµένης ουσίς που περιέχετι σε ορισµένη ποσότητ διλύµτος. Τ διλύµτ νάλογ µε την ποσότητ της διλυµένης ουσίς δικρίνοντι σε: Αριά διλύµτ: µικρή ποσότητ διλυµένης ουσίς σε σχέση µε τον διλύτη. Πυκνά διλύµτ: ότν η ποσότητ της διλυµένης ουσίς είνι σχετικά µεγάλη. Κορεσµέν διλύµτ: περιέχουν τη µεγλύτερη δυντή ποσότητ διλυµένης ουσίς σε ορισµένες συνθήκες θερµοκρσίς κι πίεσης. Ακόρεστ διλύµτ: περιέχουν µεγλύτερη ποσότητ διλυµένης ουσίς πό εκείνη που µπορεί ν διλυθεί (µέγιστη ποσότητ) σε ορισµένες συνθήκες θερµοκρσίς κι πίεσης. Υπέρκορ διλύµτ: περιέχουν µεγλύτερη ποσότητ διλυµένης ουσίς πό εκείνη που µπορεί ν διλυθεί (κορεσµέν διλύµτ) σε ορισµένες συνθήκες θερµοκρσίς κι πίεσης. Πρτήρηση: Οι όροι ριό κι πυκνό διάλυµ είνι σχετικοί κι δεν εκφράζουν µε κρίβει τη σύστση του διλύµτος. 1.1 ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΝΟΣ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ Περιεκτικότητ στ εκτό κτά βάρος (% W/W): εκφράζει τ γρµµάρι της διλυµένης ουσίς που περιέχοντι σε 100 g διλύµτος. % w / w διλυµ 100gδιλύµτος Περιεκτικότητ στ εκτό βάρος κτ όγκο (% W/): εκφράζει τ γρµµάρι της διλυµένης ουσίς που περιέχοντι σε 100 l διλύµτος. % w / v διλυµ 100lδιλύµτος Περιεκτικότητ στ εκτό κτ όγκο (% /): εκφράζει τ l της διλυµένης ουσίς (υγρής ή έρις) που περιέχοντι σε 100 l διλύµτος. % v / v διλυµ ί (l) 100lδιλύµτος Αυτός ο τρόπος έκφρσης χρησιµοποιείτι συνήθως σε έρι κι σε υγρά διλύµτ. Αν η διλυµένη ουσί ενός υγρού διλύµτος είνι η ιθνόλη ( CH3 CH 2OH ) τότε η % / περιεκτικότητ ονοµάζετι κι «λκοολικός βθµός ( ο )» www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr
2 %v / v λκοολο ύχου διλ ύµτος ή 0 100 l ιθν όλης (l) λκοολο ύχου διλ ύµτος 1.2 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΟΠΟΙΕΣ ΙΝΕΤΑΙ Ή ΖΗΤΕΙΤΑΙ Η ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΕΝΟΣ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ Ότν µς δίνετι η περιεκτικότητ ενός διλύµτος, τότε γνωρίζουµε την ποσότητ της διλυµένης ουσίς που περιέχετι σε ορισµένη ποσότητ διλύµτος. Εφρµόζοντς τ νάλογ ποσά υπολογίζουµε την ποσότητ της διλυµένης ουσίς που περιέχετι σε µι άλλη ποσότητ διλύµτος ή την ποσότητ του διλύµτος που περιέχει µι άλλη ποσότητ διλυµένης ουσίς. Γι την επίλυση σκήσεων στις οποίες δίνετι ή ζητείτι η περιεκτικότητ ενός διλύµτος νάλογ µε την έκφρση περιεκτικότητς πρέπει ν εφρµόζουµε τ πρκάτω: % W/W περιεκτικότητ υπολογίζετι πό: τη µάζ του διλύµτος ( ) κι τη µάζ της διλυµένης ουσίς ( ιλυµένης ουσίς) % w / w ιλυµ ένης % W/ περιεκτικότητ υπολογίζετι πό: τον όγκο του διλύµτος ( ) κι τη µάζ της διλυµένης ουσίς ( ιλυµένης ουσίς) % w / v ιλυµ ένης % / περιεκτικότητ υπολογίζετι πό: τον όγκο του διλύµτος ( ) κι τον όγκο της διλυµένης ουσίς ( ιλυµένης ουσίς) % v / v ιλυµ ένης Επίσης πρέπει ν γνωρίζουµε ότι: Η µάζ του διλύµτος ( ) είνι ίση µε το άθροισµ των µζών του διλύτη ( ιλύτη ) κι τη µάζ της διλυµένης ουσίς ( ιλυµένης ουσίς ) ιλύτη+ ιλυµνης έ www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr
3 Η πυκνότητ ενός διλύµτος είνι: ρ ή ρ Πρτηρήσεις 1. Σε µι άσκηση µπορεί ν µς δίνουν ή ν µς ζητούν την περιεκτικότητ ενός διλύµτος, χωρίς ν µς κθορίζουν ν η περιεκτικότητ είνι % w/w ή %v/v. Στις περιπτώσεις υτές ν µς δίνετι η µάζ του διλύµτος τότε η περιεκτικότητ θ είνι % w/w, ενώ ν µς δίνετι ο όγκος του διλύµτος τότε η περιεκτικότητ θ είνι %v/v. 2. Σε έν διάλυµ ν περιέχοντι περισσότερες πό µι διλυµένες ουσίες τότε γι ν βρούµε την περιεκτικότητ του διλύµτος θ υπολογίσουµε τη συνολική µάζ του διλύµτος σύµφων µε τον τύπο: ιλύτη+ ιλυµνης έ 3. Γνωρίζουµε ότι διάλυµ είνι το οµογενές µίγµ δύο ή περισσότερων συσττικών. Αν εποµένως σε έν διάλυµ περιέχοντι κι διάλυτες ουσίες, τότε υτές δεν ποτελούν συσττικά του διλύµτος κι το τελικό διάλυµ θ περιέχει το διλύτη κι τις διλυµένες ουσίες (οι προσµίξεις δεν ποτελούν συσττικό του τελικού διλύµτος). 4. Οι µονάδες που χρησιµοποιούντι συνήθως στις εκφράσεις περιεκτικότητς είνι γι τη µάζ το g,ενώ γι τον όγκο το l. Ότν όµως µς δίνετι µι ποσότητ διλύµτος σε Kg ή tn ή L ή 3, τότε στις εκφράσεις περιεκτικότητς θ χρησιµοποιούµε τις µονάδες υτές. 1.3 ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΜΙΑΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΣΕ ΑΛΛΗ Από την % W/W περιεκτικότητ κι την πυκνότητ(ρ) ενός διλύµτος υπολογίζετι η % W/ περιεκτικότητ κι ντίστροφ. ρ %w/w %w/v 1.4 ΑΡΑΙΩΣΗ ΚΑΙ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΑΡΑΙΩΣΗ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ Η ρίωση ενός διλύµτος γίνετι µε την προσθήκη κθρού διλύτη ( H 2 O ). www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr
4 1 1, 1 1 % 2 2, 2 2 % + H, 2 O H 2O Αρχικό ιάλυµ Α Τελικό ιάλυµ Β 1, 2 : όγκοι διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. 1, 2 : ποσότητες διλυµένης ουσίς στ διλύµτ Α, Β ντίστοιχ. 1, 2 : ποσότητες διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. : περιεκτικότητες διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. 1%, 2% Κτά την ρίωση ενός διλύµτος ισχύουν τ εξής: 1 2 + 2 1 H2O 2 1 H 2O 2 % < 1 + κι % ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ Η συµπύκνωση ενός διλύµτος γίνετι µε δύο τρόπους. i) Με ποµάκρυνση κθρού διλύτη ( H 2 O ) πό το διάλυµ που γίνετι µε θέρµνση του διλύµτος. 1 1, 1 % 1 2, 2 2 2 % - H2, O 2 H O Αρχικό ιάλυµ Α Τελικό ιάλυµ Β 1, 2 : όγκοι διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. 1, 2 : ποσότητες διλυµένης ουσίς στ διλύµτ Α, Β ντίστοιχ. www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr
5 1, 2 : ποσότητες διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. : περιεκτικότητες διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. 1%, 2% Κτά τη συµπύκνωση ενός διλύµτος ισχύουν τ εξής: 1 2 2 1 H2O 2 1 H2O 2 % > 1 κι % ii) Με προσθήκη κθρής ποσότητς διλυµένης ουσίς (στερεό ή έριο) στο διάλυµ χωρίς ν µετβληθεί ο όγκος του διλύµτος. 1 1, 1 1 % 2 2, 2 2 % Αρχικό ιάλυµ Α Τελικό ιάλυµ Β 1, 2 : όγκοι διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. 1, 2 : ποσότητες διλυµένης ουσίς στ διλύµτ Α, Β ντίστοιχ. 1, 2 : ποσότητες διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. 1%, 2% : περιεκτικότητες διλυµάτων Α, Β ντίστοιχ. Κτά τη συµπύκνωση ενός διλύµτος ισχύουν τ εξής: Πρτηρήσεις 2 1+ πρόσθετης διλυµ ένης 2 1 + 2 1 πρόσθετης διλυµ ένης κι > % 2% 1 1. Σε µερικές σκήσεις δεν νφέρετι ότι γίνετι ρίωση ή συµπύκνωση του ρχικού διλύµτος, µπορούµε όµως ν το κτλάβουµε πό τις περιεκτικότητες του ρχικού ( 1 % ) κι του τελικού διλύµτος ( 2 % ). Αν ισχύει : 2% < 1% τότε το ρχικό διάλυµ έχει ριωθεί. www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr
6 Αν ισχύει : 1% < 2% τότε το ρχικό διάλυµ έχει συµπυκνωθεί. 2. Σε σκήσεις ρίωσης ενός διλύµτος µς δίνετι η σχέση όγκου τελικού κι ρχικού διλύµτος. Η έκφρση «έν διάλυµ ριώνετι στο Ν-πλάσιο του όγκου του» σηµίνει ότι το τελικό διάλυµ θ έχει Ν φορές µεγλύτερο όγκο πό το ρχικό διάλυµ, δηλδή στο ρχικό διάλυµ πρέπει ν προσθέσουµε διλύτη όγκου Ν-1 φορές µεγλύτερο του ρχικού του. Ότν µς δίνετι ότι όγκος 1 ενός διλύµτος ριώνετι σε όγκο 2,υτό σηµίνει ότι το τελικό διάλυµ θ έχει όγκο 2, δηλδή στο ρχικό διάλυµ πρέπει ν προστεθεί διλύτης όγκου 2-1. 1.5 ΑΝΑΜΙΞΗ ΙΑΛΥΜΑΤΩΝ Ανάµιξη διλυµάτων που έχουν την ίδι διλυµένη ουσί. 1 1, 1 % 1 2 2, 2 2 % 3 3, 3 3 % Αρχικό ιάλυµ Α Αρχικό ιάλυµ Β Τελικό ιάλυµ Γ 1, 2, 3 : όγκοι διλυµάτων Α, Β, Γ ντίστοιχ.,, : ποσότητες διλυµένης ουσίς στ διλύµτ Α, Β, Γ ντίστοιχ. 1 2 3 1, 2, 3: ποσότητες διλυµάτων Α, Β, Γ ντίστοιχ. 1%, 2%, 3% : περιεκτικότητες διλυµάτων Α, Β, Γ. Κτά την νάµιξη διλυµάτων ισχύουν τ εξής: + 3 1 2 3 1 2 3 1+ 2 1% < 2 + κι ν % τότε µετά την νάµιξη έχουµε: < % < % 1% 3 2 ν όµως: 2 % < 1 % τότε µετά την νάµιξη έχουµε: < % < % 2% 3 1 1.6 ΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΜΙΑΣ ΟΥΣΙΑΣ www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr
7 ιλυτότητ µις ουσίς σε έν διλύτη λέγετι η µεγλύτερη ποσότητ της ουσίς που µπορεί ν διλυθεί σε ορισµένη ποσότητ διλύτη ώστε ν προκύψει κορεσµένο διάλυµ, σε ορισµένες συνθήκες θερµοκρσίς κι πίεσης. Ευδιάλυτη είνι µι ουσί που έχει µεγάλη διλυτότητ σε έν διλύτη. π.χ. Na2SO4 σε H2O υσδιάλυτη είνι µι ουσί που έχει µικρή διλυτότητ σε έν διλύτη. π.χ. Ba 2SO4 σε H2O Η διλυτότητ µις ουσίς εξρτάτι πό: ) τη φύση του διλύτη Όσο περισσότερο σχετίζετι η χηµική δοµή της διλυµένης ουσίς µε τον διλύτη τόσο µεγλύτερη είνι η διλυτότητ της ουσίς. Ισχύει γενικά ότι «τ όµοι διλύουν όµοι» δηλδή νόργνες ουσίες διλύοντι ευκολότερ σε νόργνους διλύτες, ενώ οργνικές ουσίες ευκολότερ σε οργνικούς διλύτες. β) τη θερµοκρσί Στ στερεά: ύξηση της θερµοκρσίς υξάνει τη διλυτότητά τους ( Θ, ). Στ έρι: ύξηση της θερµοκρσίς, ελττώνει τη διλυτότητά τους ( Θ, ). γ) την πίεση Στ έρι: ύξηση της πίεσης υξάνει τη διλυτότητ των ερίων στ υγρά διλύµτ ( P, ). Στ στερεά ή υγρά: η µετβολή της πίεσης δεν επηρεάζει τη διλυτότητά τους. ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ ΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑΣ ΜΙΑΣ ΟΥΣΙΑΣ ιλυτότητ στ εκτό κτά βάρος: εκφράζει τ γρµµάρι της διλυµένης ουσίς που διλύοντι σε 100 g διλύτη. ιλυτότητ % w / w διλυµ 100gδιλύτη ιλυτότητ στ εκτό βάρος κτ όγκο: εκφράζει τ γρµµάρι της διλυµένης ουσίς που διλύοντι σε 100 l διλύτη. ιλυτότητ %w / v διλυµ 100lδιλύτη Συγγρφές : Ανδρούλ Γεωργίου www.arnos.gr e-ail : info@arnos.gr