9.1 løsninger
læringsmål
- forstå, hvad der får løsninger til at danne.
en opløsning er et andet navn for en homogen blanding. Kapitel 1 “Kemi, stof, og måling” definerede en blanding som et materiale sammensat af to eller flere stoffer. I en opløsning er kombinationen så intim, at de forskellige stoffer ikke kan differentieres ved syn, selv med et mikroskop., Sammenlign for eksempel en blanding af salt og peber og en anden blanding bestående af salt og vand. I den første blanding kan vi let se individuelle korn af salt og pletter af peber. En blanding af salt og peber er ikke en opløsning. Men i den anden blanding, uanset hvor omhyggeligt vi ser, kan vi ikke se to forskellige stoffer. Salt opløst i vand er en opløsning.
den vigtigste komponent i en opløsning, kaldet opløsningsmidlet, er typisk den samme fase som selve opløsningen. Hver mindre komponent i en opløsning (og der kan være mere end en) kaldes opløst stof., I de fleste af de løsninger, vi vil beskrive i denne lærebog, vil der ikke være nogen tvetydighed om, hvorvidt en komponent er opløsningsmidlet eller det opløste stof.) For eksempel i en opløsning af salt i vand er opløst salt, og opløsningsmiddel er vand.
opløsninger kommer i alle faser, og opløsningsmidlet og det opløste stof behøver ikke at være i samme fase for at danne en opløsning (såsom salt og vand). For eksempel er luft en gasformig opløsning af omkring 80% nitrogen og omkring 20% o .ygen, med nogle andre gasser til stede i meget mindre mængder., En legering er en fast opløsning bestående af et metal (som jern) med nogle andre metaller eller ikke-metaller opløst i den. Stål, en legering af jern og kulstof og små mængder af andre metaller, er et eksempel på en fast opløsning. Tabel 9.1 “typer af løsninger” viser nogle almindelige typer af løsninger, med eksempler på hver.
Tabel 9.,8″>
What causes a solution to form?, Det enkle svar er, at opløsningsmidlet og det opløste stof skal have lignende intermolekylære interaktioner. Når dette er tilfældet, kan de enkelte partikler af opløsningsmiddel og opløst stof let blandes så tæt, at hver partikel af opløst stof er omgivet af partikler af opløst stof, der danner en opløsning. Men hvis to stoffer har meget forskellige intermolekylære interaktioner, kræves der store mængder energi for at tvinge deres individuelle partikler til at blandes intimt, så der dannes ikke en opløsning.
denne proces fører til en simpel tommelfingerregel: ligesom opløses som., Opløsningsmidler, der er meget polære, vil opløse opløste stoffer, der er meget polære eller endda Ioniske. Opløsningsmidler, der er ikke-polære, vil opløse ikke-polære opløste stoffer. Således er vand, der er polært, et godt opløsningsmiddel til ioniske forbindelser og polære opløste stoffer som ethanol (C2H5OH). Vand opløser imidlertid ikke ikke-polære opløste stoffer, såsom mange olier og fedt (figur 9.1 “opløselighed”).
Vi bruger ordet opløseligt til at beskrive et opløst stof, der opløses i et bestemt opløsningsmiddel, og ordet uopløseligt for et opløst stof, der ikke opløses i et opløsningsmiddel., Således siger vi, at natriumchlorid er opløseligt i vand, men uopløseligt i HE .an (C6H14). Hvis det opløste stof og opløsningsmidlet er både væsker og opløselige i ethvert forhold, bruger vi ordet blandbart, og ordet blandbart, hvis de ikke er det.
eksempel 1
vand betragtes som et polært opløsningsmiddel. Hvilke stoffer skal opløses i vand?
- methanol (CH3OH)
- natriumsulfat (Na2SO4)
- oktan (C8H18)
Løsningen
Fordi vand er polært, stoffer, der er polære eller ioniske vil opløses i det.,
- på grund af OH-gruppen i methanol forventer vi, at dens molekyler er polære. Således forventer vi, at det er opløseligt i vand. Da både vand og methanol er væsker, kan ordet blandbart bruges i stedet for opløseligt.
- natriumsulfat er en ionisk forbindelse, så vi forventer, at den er opløselig i vand.
- som andre kulbrinter er oktan ikke polær, så vi forventer, at det ikke ville være opløseligt i vand.,
færdighedstræning
-
vand (H2O)
-
natriumsulfat (Na2SO4)
-
oktan (C8H18)
konceptanmeldelsesøvelser
-
hvad får en løsning til at danne?
-
hvordan er sætningen som opløses som relateret til løsninger?
Svar
-
Løsninger form, fordi et opløst stof og et opløsningsmiddel, der har lignende intermolekylære vekselvirkninger.,
-
det betyder, at stoffer med lignende intermolekylære interaktioner opløses i hinanden.
nøgle Takea .ay
- opløsninger dannes, fordi et opløst stof og et opløsningsmiddel oplever lignende intermolekylære interaktioner.
øvelser
-
Definer opløsning.
-
giv flere eksempler på løsninger.
-
Hvad er forskellen mellem et opløsningsmiddel og et opløst stof?,
-
kan en opløsning have mere end et opløst stof i det? Kan du give et eksempel?
-
skal en opløsning være en væske? Giv flere eksempler til støtte for dit svar.
-
giv mindst to eksempler på opløsninger fundet i menneskekroppen.
-
hvilke stoffer vil sandsynligvis være opløselige i vand, et meget polært opløsningsmiddel?,
- natriumnitrat (NaNO3)
- he ?an (C6H14)
- isopropylalkohol
- ben ?en (C6H6)
-
hvilke stoffer vil sandsynligvis være opløselige i toluen (C6H5CH3), et ikke-polært opløsningsmiddel?
- natriumnitrat (NaNO3)
- he .an (C6H14)
- isopropylalkohol
- ben .en (C6H6)
-
opløseligheden af alkoholer i vand varierer med længden af carbonkæden. For eksempel er ethanol (CH3CH2OH) opløselig i vand i ethvert forhold, mens kun 0.,0008 mL heptanol (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH) opløses i 100 mL vand. Foreslå en forklaring på denne adfærd.
-
Dimethylsulfo .id er en polær væske. Baseret på oplysningerne i øvelse 9, som tror du vil være mere opløselig i det—ethanol eller heptanol?
svar
1. en homogen blanding
3. Et opløsningsmiddel er majoritetskomponenten i en opløsning; et opløst stof er minoritetskomponenten i en opløsning.
5., En opløsning behøver ikke at være flydende; luft er en gasformig opløsning, mens nogle legeringer er faste opløsninger (svarene varierer).
7. a. sandsynligvis opløselig
b. sandsynligvis ikke opløselig
c. sandsynligvis opløselig
d. sandsynligvis ikke opløselig
9. Små alkoholmolekyler har stærke polære intermolekylære interaktioner, så de opløses i vand. I store alkoholmolekyler overvælder den ikke-polære ende den polære ende, så de opløses ikke særlig godt i vand.