Die Grundlagen der allgemeinen, organischen und biologischen Chemie
Articles

Die Grundlagen der allgemeinen, organischen und biologischen Chemie

9.1 Lösungen

Lernziel

  1. Verstehen Sie, was dazu führt, dass sich Lösungen bilden.

Eine Lösung ist ein anderer name für eine homogene Mischung. In Kapitel 1 „Chemie, Materie und Messung“ wurde ein Gemisch als Material definiert, das aus zwei oder mehr Substanzen besteht. In einer Lösung ist die Kombination so intim, dass die verschiedenen Substanzen selbst mit einem Mikroskop nicht durch Sehen unterschieden werden können., Vergleichen Sie zum Beispiel eine Mischung aus Salz und Pfeffer und eine andere Mischung aus Salz und Wasser. In der ersten Mischung können wir leicht einzelne Salzkörner und die Pfefferflecken sehen. Eine Mischung aus Salz und Pfeffer ist keine Lösung. In der zweiten Mischung können wir jedoch, egal wie sorgfältig wir schauen, nicht zwei verschiedene Substanzen sehen. In Wasser gelöstes Salz ist eine Lösung.

Der Hauptbestandteil einer Lösung, das Lösungsmittel genannt, ist typischerweise die gleiche Phase wie die Lösung selbst. Jede untergeordnete Komponente einer Lösung (und es kann mehr als eine geben) wird als Solute bezeichnet., In den meisten Lösungen, die wir in diesem Lehrbuch beschreiben werden, gibt es keine Unklarheiten darüber, ob eine Komponente das Lösungsmittel oder der gelöste Stoff ist.) Zum Beispiel ist in einer Lösung von Salz in Wasser das gelöste Salz und Lösungsmittel Wasser.

Lösungen kommen in allen Phasen, und das Lösungsmittel und der gelöste Stoff müssen nicht in der gleichen Phase sein, um eine Lösung (wie Salz und Wasser) zu bilden. Zum Beispiel ist Luft eine gasförmige Lösung von etwa 80% Stickstoff und etwa 20% Sauerstoff, wobei einige andere Gase in viel kleineren Mengen vorhanden sind., Eine Legierung ist eine feste Lösung, die aus einem Metall (wie Eisen) besteht, in dem einige andere Metalle oder Nichtmetalle gelöst sind. Stahl, eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff und geringen Mengen anderer Metalle, ist ein Beispiel für eine feste Lösung. Tabelle 9.1 „Lösungstypen“ listet einige gängige Lösungstypen mit jeweils Beispielen auf.

Tabelle 9.,8″>

gas gas air liquid gas carbonated beverages liquid liquid ethanol (C2H5OH) in H2O (alcoholic beverages) liquid solid saltwater solid gas H2 gas absorbed by Pd metal solid liquid Hg(ℓ) in dental fillings solid solid steel alloys

What causes a solution to form?, Die einfache Antwort ist, dass das Lösungsmittel und der gelöste Stoff ähnliche intermolekulare Wechselwirkungen aufweisen müssen. Wenn dies der Fall ist, können sich die einzelnen Partikel von Lösungsmittel und Solute leicht so eng vermischen, dass jedes Teilchen von Solute von Teilchen von Solute umgeben ist und eine Lösung bildet. Wenn jedoch zwei Substanzen sehr unterschiedliche intermolekulare Wechselwirkungen aufweisen, sind große Energiemengen erforderlich, um ihre einzelnen Partikel zu zwingen, sich eng zu vermischen, so dass sich keine Lösung bildet.

Dieser Vorgang führt zu einer einfachen Faustregel: like löst like auf., Lösungsmittel, die sehr polar sind, lösen gelöste Stoffe auf, die sehr polar oder sogar ionisch sind. Lösungsmittel, die unpolar sind, lösen unpolare gelöste Stoffe auf. Somit ist Wasser, da es polar ist, ein gutes Lösungsmittel für ionische Verbindungen und polare gelöste Stoffe wie Ethanol (C2H5OH). Wasser löst jedoch keine unpolaren gelösten Stoffe wie viele Öle und Fette auf (Abbildung 9.1 „Löslichkeit“).

Wir verwenden das Wort löslich, um einen gelösten Stoff zu beschreiben, der sich in einem bestimmten Lösungsmittel löst, und das Wort unlöslich für einen gelösten Stoff, der sich nicht in einem Lösungsmittel löst., So sagen wir, dass Natriumchlorid in Wasser löslich, aber in Hexan (C6H14) unlöslich ist. Wenn der gelöste Stoff und das Lösungsmittel sowohl Flüssigkeiten als auch in irgendeinem Verhältnis löslich sind, verwenden wir das Wort mischbar und das Wort nicht mischbar, wenn dies nicht der Fall ist.

Beispiel 1

Wasser gilt als polares Lösungsmittel. Welche Substanzen sollten sich in Wasser auflösen?

  1. Methanol (CH3OH)
  2. Natriumsulfat (Na2SO4)
  3. octan (C8H18)

Lösung

Da Wasser polar ist, lösen sich polare oder ionische Substanzen darin auf.,

  1. Aufgrund der OH-Gruppe in Methanol erwarten wir, dass seine Moleküle polar sind. Daher erwarten wir, dass es in Wasser löslich ist. Da sowohl Wasser als auch Methanol Flüssigkeiten sind, kann das Wort mischbar anstelle von löslich verwendet werden.
  2. Natriumsulfat ist eine ionische Verbindung, daher erwarten wir, dass es in Wasser löslich ist.
  3. Wie andere Kohlenwasserstoffe ist Oktan unpolar, daher erwarten wir, dass es nicht in Wasser löslich ist.,

Skill-Building Übung

  1. Wasser (H2O)

  2. Natriumsulfat (Na2SO4)

  3. Oktan (C8H18)

Concept Review Übungen

  1. Was bewirkt, dass eine Lösung zu bilden?

  2. Wie bezieht sich der Ausdruck like dissolves like auf Lösungen?

  1. Lösungen bilden sich, weil ein gelöster Stoff und ein Lösungsmittel ähnliche intermolekulare Wechselwirkungen aufweisen.,

  2. Es bedeutet, dass sich Substanzen mit ähnlichen intermolekularen Wechselwirkungen ineinander auflösen.

Key Takeaway

  • Lösungen bilden sich durch einen gelösten Stoffen und einem Lösungsmittel Erfahrung ähnliche intermolekulare Wechselwirkungen.

  1. Lösung definieren.

  2. Geben Sie einige Beispiele von Lösungen.

  3. Was ist der Unterschied zwischen einem Lösungsmittel und einem gelösten?,

  4. Kann eine Lösung mehr als eine Lösung enthalten? Können Sie ein Beispiel geben?

  5. Muss eine Lösung flüssig sein? Geben Sie mehrere Beispiele an, um Ihre Antwort zu unterstützen.

  6. Geben Sie mindestens zwei Beispiele für Lösungen, die im menschlichen Körper gefunden werden.

  7. Welche Substanzen werden wahrscheinlich in Wasser, einem sehr polaren Lösungsmittel, löslich sein?,

    1. Natriumnitrat (NaNO3)
    2. Hexan (C6H14)
    3. Isopropylalkohol
    4. Benzol (C6H6)

  8. Welche Substanzen werden wahrscheinlich in Toluol (C6H5CH3), einem unpolaren Lösungsmittel, löslich sein?

    1. Natriumnitrat (NaNO3)
    2. Hexan (C6H14)
    3. Isopropylalkohol
    4. Benzol (C6H6)

  9. Die Löslichkeit von Alkoholen in Wasser variiert mit der Länge der Kohlenstoffkette. Zum Beispiel ist Ethanol (CH3CH2OH) in jedem Verhältnis in Wasser löslich, während nur 0.,0008 ml Heptanol (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH) lösen sich in 100 ml Wasser auf. Schlagen Sie eine Erklärung für dieses Verhalten vor.

  10. Dimethylsulfoxid ist eine polare Flüssigkeit. Basierend auf den Informationen in Übung 9, was denken Sie, wird darin löslicher sein—Ethanol oder Heptanol?

1. eine homogene Mischung

3. Ein Lösungsmittel ist die Mehrheitskomponente einer Lösung; Ein gelöster Stoff ist die Minderheitskomponente einer Lösung.

5., Eine Lösung muss nicht flüssig sein; Luft ist eine gasförmige Lösung, während einige Legierungen feste Lösungen sind (die Antworten variieren).

7. a. wahrscheinlich löslich

b. wahrscheinlich nicht löslich

c. wahrscheinlich löslich

d. wahrscheinlich nicht löslich

9. Kleine Alkoholmoleküle haben starke polare intermolekulare Wechselwirkungen, so dass sie sich in Wasser auflösen. In großen Alkoholmolekülen überwältigt das unpolare Ende das polare Ende, so dass sie sich nicht sehr gut in Wasser auflösen.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.