Podstawy Chemii Ogólnej, organicznej i biologicznej
Articles

Podstawy Chemii Ogólnej, organicznej i biologicznej

9.1 rozwiązania

cel nauki

  1. zrozumieć, co powoduje powstawanie rozwiązań.

roztwór to inna nazwa jednorodnej mieszaniny. W rozdziale 1 „Chemia, Materia i pomiar” zdefiniowano mieszaninę jako materiał składający się z dwóch lub więcej substancji. W roztworze połączenie jest tak intymne, że różnych substancji nie można odróżnić wzrokiem, nawet za pomocą mikroskopu., Porównaj na przykład mieszaninę soli i pieprzu i inną mieszaninę składającą się z soli i wody. W pierwszej mieszance łatwo widzimy pojedyncze ziarna soli i drobinki pieprzu. Mieszanina soli i pieprzu nie jest roztworem. Jednak w drugiej mieszaninie, bez względu na to, jak uważnie patrzymy, nie widzimy dwóch różnych substancji. Sól rozpuszczona w wodzie jest roztworem.

główny składnik roztworu, zwany rozpuszczalnikiem, jest zazwyczaj w tej samej fazie co sam roztwór. Każdy drobny składnik roztworu (i może być więcej niż jeden) nazywany jest roztworem., W większości rozwiązań, które opiszemy w tym podręczniku, nie będzie dwuznaczności co do tego, czy składnik jest rozpuszczalnikiem,czy roztworem.) Na przykład w roztworze soli w wodzie rozpuszczona jest sól, a rozpuszczalnikiem jest woda.

roztwory występują we wszystkich fazach, a rozpuszczalnik i rozpuszczony nie muszą być w tej samej fazie, aby utworzyć roztwór(taki jak sól i woda). Na przykład powietrze jest gazowym roztworem około 80% azotu i około 20% tlenu, przy czym niektóre inne gazy występują w znacznie mniejszych ilościach., Stop jest stałym roztworem składającym się z metalu (jak żelazo) z niektórymi innymi metalami lub niemetalami rozpuszczonymi w nim. Przykładem stałego roztworu jest stal, stop żelaza i węgla oraz niewielkie ilości innych metali. W tabeli 9.1 „rodzaje rozwiązań” wymieniono niektóre wspólne typy rozwiązań, z przykładami każdego z nich.

tabela 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?, Prosta odpowiedź jest taka, że rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona muszą mieć podobne interakcje międzycząsteczkowe. W takim przypadku poszczególne cząstki rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej mogą łatwo mieszać się tak ściśle, że każda cząstka substancji rozpuszczonej jest otoczona cząstkami substancji rozpuszczonej, tworząc roztwór. Jeśli jednak dwie substancje mają bardzo różne interakcje międzycząsteczkowe, potrzebne są duże ilości energii, aby zmusić ich poszczególne cząstki do ścisłego wymieszania się, więc roztwór nie powstaje.

proces ten prowadzi do prostej zasady: like rozpuszcza like., Rozpuszczalniki, które są bardzo polarne, rozpuszczają roztwory, które są bardzo polarne lub nawet jonowe. Rozpuszczalniki, które są niepolarne, rozpuszczają niepolarne roztwory. Tak więc woda, będąc polarna, jest dobrym rozpuszczalnikiem dla związków jonowych i polarnych rozpuszczonych, takich jak etanol (C2H5OH). Jednak woda nie rozpuszcza niepolarnych substancji rozpuszczalnych, takich jak wiele olejów i smarów (rysunek 9.1 „Rozpuszczalność”).

używamy słowa rozpuszczalny do opisania substancji rozpuszczalnej, która rozpuszcza się w danym rozpuszczalniku, a słowo nierozpuszczalne dla substancji rozpuszczalnej, która nie rozpuszcza się w rozpuszczalniku., Tak więc mówimy, że chlorek sodu jest rozpuszczalny w wodzie, ale nierozpuszczalny w heksanie (C6H14). Jeśli substancja rozpuszczona i rozpuszczalnik są zarówno cieczami, jak i rozpuszczalnymi w dowolnej proporcji, używamy słowa mieszalny, a słowo nie mieszalny, jeśli nie są.

przykład 1

woda jest uważana za rozpuszczalnik polarny. Jakie substancje należy rozpuścić w wodzie?

  1. metanol (CH3OH)
  2. siarczan sodu (Na2SO4)
  3. Oktan (C8H18)

roztwór

ponieważ woda jest polarna, substancje polarne lub jonowe rozpuszczają się w niej.,

  1. ze względu na Grupę OH w metanolu spodziewamy się, że jego cząsteczki będą polarne. Dlatego oczekujemy, że będzie rozpuszczalny w wodzie. Ponieważ zarówno woda, jak i metanol są cieczami, słowo mieszalne może być używane zamiast rozpuszczalnego.
  2. siarczan sodu jest związkiem jonowym, więc oczekujemy, że będzie rozpuszczalny w wodzie.
  3. podobnie jak inne węglowodory, Oktan jest niepolarny, więc spodziewamy się, że nie będzie rozpuszczalny w wodzie.,

ćwiczenie budowania umiejętności

  1. woda (H2O)

    2. siarczan sodu (Na2SO4)

  2. Oktan (C8H18)

ćwiczenia z przeglądu koncepcji

  1. co powoduje powstanie rozwiązania?

  2. jak fraza jak rozpuszcza się odnosi do rozwiązań?

odpowiedzi

  1. roztwory tworzą się, ponieważ rozpuszczony i rozpuszczalnik mają podobne interakcje międzycząsteczkowe.,

  2. oznacza to, że substancje o podobnych oddziaływaniach międzycząsteczkowych rozpuszczają się w sobie.

klucz do odbioru

  • roztwory tworzą się, ponieważ rozpuszczony i rozpuszczalnik doświadczają podobnych oddziaływań międzycząsteczkowych.

ćwiczenia

  1. Zdefiniuj rozwiązanie.

  2. podaj kilka przykładów rozwiązań.

  3. Jaka jest różnica między rozpuszczalnikiem a roztworem?,

  4. czy rozwiązanie może mieć w sobie więcej niż jedną rozpuszczoną? Możesz podać przykład?

  5. czy roztwór musi być płynem? Podaj kilka przykładów na poparcie swojej odpowiedzi.

  6. podaj co najmniej dwa przykłady rozwiązań występujących w organizmie człowieka.

  7. które substancje prawdopodobnie będą rozpuszczalne w wodzie, bardzo polarnym rozpuszczalniku?,

    1. azotan sodu (NaNO3)
    2. heksan (C6H14)
    3. alkohol izopropylowy
    4. benzen (C6H6)

  8. które substancje prawdopodobnie będą rozpuszczalne w toluenie (C6h5ch3), rozpuszczalniku niepolarnym?

    1. azotan sodu (NaNO3)
    2. heksan (C6H14)
    3. alkohol izopropylowy
    4. benzen (C6H6)

  9. rozpuszczalność alkoholi w wodzie zależy od długości łańcucha węglowego. Na przykład Etanol (CH3CH2OH) jest rozpuszczalny w wodzie w dowolnym stosunku, podczas gdy tylko 0.,0008 mL heptanolu (CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH) rozpuści się w 100 mL wody. Zaproponuj wyjaśnienie tego zachowania.

  10. dimetylosulfotlenek jest cieczą polarną. Na podstawie informacji zawartych w ćwiczeniu 9, który Twoim zdaniem będzie w nim bardziej rozpuszczalny-etanol czy heptanol?

odpowiedzi

1. jednorodna mieszanina

3. Rozpuszczalnik jest większość składnika roztworu; roztwór jest mniejszościowym składnikiem roztworu.

5., Roztwór nie musi być ciekły; powietrze jest roztworem gazowym, podczas gdy niektóre stopy są roztworami stałymi(odpowiedzi będą różne).

7. a. prawdopodobnie rozpuszczalny

b. prawdopodobnie nie rozpuszczalny

c. prawdopodobnie rozpuszczalny

d. prawdopodobnie nie rozpuszczalny

9. Małe cząsteczki alkoholu mają silne polarne interakcje międzycząsteczkowe, więc rozpuszczają się w wodzie. W dużych cząsteczkach alkoholu niepolarny koniec przytłacza koniec polarny, więc nie rozpuszczają się zbyt dobrze w wodzie.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *