Vad är blandningar?

Uppdelning av blandningar

1. Om man för blotta ögat inte kan se uppdelningen av komponenter i en blandning är blandningen homogen . Exempel på sådana blandningar är mineralvatten, parfymer och doftvätskor eller luft.
2. När komponenterna i en blandning är visuellt urskiljbara är det heterogena blandningar. Sådana blandningar har tydligt olika lager, även efter långvarig skakning eller omrörning.

Exempel på heterogena blandningar

Den första kan vara vatten med olja , i vilket fall det är en blandning av två vätskor som inte blandas ens under skakning, och oljedroppar kan lätt ses flyta på vattenytan. En annan typ av heterogen blandning är pulveriserad krita i vatten . Det är ett fast ämne som införs i en vätska som inte löser sig i det. Blandning resulterar i en slurry som efter en tid skiktar sig och kritpartiklarna sjunker till botten.

Lösning

Det är en speciell typ av blandning som består av minst två komponenter, varav en kallas lösningsmedel och de andra kallas ämnen lösta i den . När två vätskor eller två gaser blandas är lösningsmedlet, även känt som den dispersiva fasen, vanligtvis det ämne som det finns mer av i lösningen. Ämnet i mindre mängd är det som är löst i det. Upplösta ämnen kallas också för den dispergerade fasen och det kan finnas mer än en av dem i en lösning. I sådana fall talar vi om flerkomponentslösningar .

Vanligt använda lösningar

Till vardags är det vanligast att hitta lösningar av olika ämnen i vatten, eventuellt i organiska lösningsmedel. I hushåll, till exempel, används lösningar för olika ändamål, inklusive:

• vinäger, en 10%lösning av ättiksyra ,
• vi använder väteperoxid för att desinficera sår, dvs en 3%lösning avväteperoxid ,
• en annan lösning – mjölk – läggs ofta till kaffe eller frukostflingor.

Exempel på lösningar i andra materiatillstånd är luft, som är en blandning av huvudsakligen kväve, syre, vattenånga och koldioxid, och brons, en lösning i fast tillstånd som består av koppar och tenn. Mängden ämne som är löst i lösningsmedlet avgör vilken typ det faller under – om det är koncentrerat eller utspätt.

Typer av lösningar

Det finns flera indelningar av lösningar beroende på vilka parametrar som beaktas. Den viktigaste av dessa är uppdelningen i:

1. En mättad lösning är en lösning som har erhållits genom att lösa maximalt möjliga mängd av ett ämne i ett lösningsmedel. Detta innebär att det inte är möjligt att lösa upp mer av den dispergerade fasen under de givna tryck- och temperaturförhållandena.
2. En omättad lösning är en på 100 g av vilken det, vid en given temperatur och tryck, fortfarande är möjligt att lösa upp större mängder av det lösta ämnet. Mängden närvarande ämne påverkar dess koncentration.

Bland lösningarna skiljer vi även mellan:

1. En utspädd lösning är en lösning där mängden lösningsmedel är betydligt större än mängden löst ämne. Det är vanligtvis lösningar med några få procents koncentration.
2. En koncentrerad lösning är en i vilken mängden substans i den dispergerade fasen i förhållande till den dispergerade fasen är tiotals procent.
3. En övermättad lösning är ett specifikt system där det finns en extra mängd ämne som inte kan lösas under de givna tryck- och temperaturförhållandena. Denna typ av lösning kan enkelt erhållas genom att försiktigt kyla mättad lösning. Sådana lösningar kännetecknas av hög instabilitet och systemet kan störas även genom att skaka kraftigare eller kasta in ytterligare en kristall av substansen, vilket resulterar i fullständig kristallisering av överskottssubstansen och övergången av lösningen till det mättade tillståndet.

Flera metoder kan användas för att öka mättnaden av en lösning – öka mängden löst ämne, förånga lite lösningsmedel och, när det gäller fasta ämnen, ökas även mättnaden genom att sänka temperaturen. I den motsatta situationen, för att minska mättnaden av lösningen, är det enklaste sättet att tillsätta mer lösningsmedel till systemet eller, när det gäller fasta ämnen, att öka temperaturen på lösningen. Temperaturmanövrar är effektiva för vätske-fasta system, eftersom de direkt påverkar ämnets löslighet i dispergeringsfasen.

Löslighet

Grundförutsättningen för bildandet av en lösning, dvs en optiskt homogen blandning, är förekomsten av en process som kallas upplösning . Det involverar passage av molekyler av ett ämne till lösning. Det omvända till denna process är bildandet av en fast kristallin fas, dvs kristallisering av ämnet. Varje ämne har sin egen specifika upplösningshastighet och effektivitet. Vi kan säga att ett ämne är mycket lösligt i vatten, till exempel, och ett annat är mycket dåligt lösligt i vatten. Löslighet, å andra sidan, är antalet gram av ett ämne som måste lösas för att få en mättad lösning med 100 gram lösningsmedel, under givna förhållanden av tryck och temperatur. Upplösningshastigheten för ett ämne beror inte bara på typen av lösningsmedel utan också på:

1. temperatur , eftersom ju högre temperatur, desto större energi har partiklarna, vilket i sin tur får dem att kollidera allt oftare;
2. mekanisk blandning , som underlättar blandningen av partiklar;
3. det lösta ämnets finhet , för ju större finheten är, desto lättare är det för lösningsmedelspartiklarna att tränga in mellan det lösta ämnet.

Förtrogenhet med begreppen löslighet eller mättnadsnivån för lösningar gör det möjligt att lösa enkla beräkningar som underlättar varje kemists dagliga arbete. Lösligheten för många ämnen kan avläsas från löslighetskurvorna som finns i böcker, som visar temperaturberoendet av antalet gram av ett ämne.

Exempel på kemiska uppgifter där begreppet löslighet måste användas

Uppgift 1.

Lösligheten av ämne X i vatten vid en given temperatur är 45 g. Beräkna hur många gram lösningsmedel som finns i 600 g mättad lösning. Vi vet att lösligheten är 45 g, vilket betyder att 45 g av ett ämne löses i 100 g vatten, vilket resulterar i en mättad lösning. Lösningens massa är massan av ämnet och massan av lösningsmedlet som finns, så: _lösning = 45 g + 100 g = 145 g Med denna kunskap kan vi ordna förhållandet: 145 g lösning – 100 g vatten 600 g lösning – mg vatten

Uppgift 2.

Räkna ut hur många gram ammoniumklorid som måste lösas ytterligare i 100 g vatten om du värmer lösningen från 50 ^o C till 80 ^o C så att lösningen fortfarande förblir mättad. Följande kan avläsas från ammoniumkloridvattenlöslighetskurvan:

1. Lösligheten vid 50 ^o C är cirka 48 g.
2. Lösligheten vid 80 ^o C är cirka 64 g.

Eftersom begreppet löslighet avser mängden av ett ämne löst i 100 g vatten, är det lätt att beräkna att ytterligare upplösning krävs för att bibehålla en mättad lösning: 64 g – 48 g = 16 g NH ₄ Cl

Uppgift 3.

Vilken lösning kommer att bildas om en lösning bestående av 100 g vatten och 50 g ammoniumklorid bereds vid 60 ^o C? Med hjälp av löslighetskurvan vet vi att vid 60 ^o C är lösligheten för ammoniumklorid: R = 55 g. Detta betyder att när 50 g ammoniumklorid tillsätts till 100 g vatten vid denna temperatur kan ytterligare 5 g lösas upp. Den sålunda framställda lösningen är därför omättad.