สารละลายเคมี: ประเภทการเตรียมและตัวอย่าง - เคมี

การแก้ปัญหาสารเคมีที่เป็นที่รู้จักกันผสมเป็นเนื้อเดียวกันในวิชาเคมี เป็นสารผสมที่เสถียรของสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปซึ่งสารหนึ่ง (เรียกว่าตัวถูกละลาย) ละลายในสารอื่น (เรียกว่าตัวทำละลาย) การแก้ปัญหาใช้เฟสตัวทำละลายในส่วนผสมและสามารถมีอยู่ในขั้นของแข็งของเหลวและก๊าซ

โดยธรรมชาติมีสารผสม 2 ประเภทคือสารผสมที่แตกต่างกันและสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ส่วนผสมที่แตกต่างกันคือส่วนผสมที่ไม่มีความสม่ำเสมอในองค์ประกอบและสัดส่วนของส่วนประกอบจะแตกต่างกันไปในแต่ละตัวอย่าง

ในทางกลับกันสารผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลายเคมี) คือส่วนผสมของของแข็งของเหลวหรือก๊าซนอกเหนือจากการรวมกันที่เป็นไปได้ระหว่างส่วนประกอบที่อยู่ในขั้นตอนต่าง ๆ ซึ่งมีส่วนประกอบที่แบ่งออกเป็นสัดส่วนเท่า ๆ กันผ่านเนื้อหา

ระบบผสมมักจะแสวงหาความเป็นเนื้อเดียวกันเช่นเมื่อเติมสีลงในน้ำ ส่วนผสมนี้เริ่มต้นไม่เหมือนกัน แต่เวลาจะทำให้สารประกอบแรกแพร่ผ่านของเหลวทำให้ระบบนี้กลายเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

การแก้ปัญหาและส่วนประกอบมีให้เห็นในสถานการณ์ประจำวันและในระดับต่างๆตั้งแต่อุตสาหกรรมจนถึงห้องปฏิบัติการ พวกเขาเป็นเป้าหมายของการศึกษาเนื่องจากลักษณะที่ปรากฏและเนื่องจากกองกำลังและสถานที่ท่องเที่ยวที่เกิดขึ้นระหว่างพวกเขา

ประเภท

มีหลายวิธีในการจำแนกวิธีแก้ปัญหาเนื่องจากคุณสมบัติหลายประการและสถานะทางกายภาพที่เป็นไปได้ นี่คือเหตุผลที่คุณต้องรู้ว่าความแตกต่างระหว่างประเภทของโซลูชันนั้นขึ้นอยู่กับอะไรก่อนที่จะแยกออกเป็นหมวดหมู่

วิธีหนึ่งในการแยกประเภทของสารละลายคือตามระดับความเข้มข้นที่มีหรือที่เรียกว่าความอิ่มตัวของสารละลาย

สารละลายมีคุณภาพที่เรียกว่าความสามารถในการละลายซึ่งเป็นปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายในปริมาณที่กำหนด

มีการจำแนกประเภทของสารละลายตามความเข้มข้นซึ่งแบ่งออกเป็นโซลูชันเชิงประจักษ์และโซลูชันที่ไตเตรท

โซลูชันเชิงประจักษ์

การจำแนกประเภทนี้ซึ่งวิธีการแก้ปัญหาเรียกอีกอย่างว่าโซลูชันเชิงคุณภาพไม่ได้คำนึงถึงปริมาณของตัวถูกละลายและตัวทำละลายที่เฉพาะเจาะจงภายในสารละลาย แต่เป็นสัดส่วน สำหรับสิ่งนี้สารละลายจะถูกแยกออกเป็นเจือจางเข้มข้นไม่อิ่มตัวอิ่มตัวและอิ่มตัวมากเกินไป

- สารละลายเจือจางคือสารละลายที่ปริมาณตัวถูกละลายในส่วนผสมอยู่ในระดับต่ำสุดเมื่อเทียบกับปริมาตรทั้งหมดของส่วนผสม

- สารละลายไม่อิ่มตัวคือสารละลายที่มีตัวถูกละลายไม่ถึงจำนวนสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับอุณหภูมิและความดันที่พบ

- สารละลายเข้มข้นมีตัวถูกละลายจำนวนมากสำหรับปริมาตรที่เกิดขึ้น

- สารละลายอิ่มตัวคือสารละลายที่มีปริมาณตัวถูกละลายมากที่สุดสำหรับอุณหภูมิและความดันที่กำหนด ในสารละลายเหล่านี้ตัวถูกละลายและตัวทำละลายจะแสดงสถานะสมดุล

- สารละลายอิ่มตัวเป็นสารละลายอิ่มตัวที่ได้รับความร้อนเพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายและละลายตัวถูกละลายได้มากขึ้น จากนั้นจะสร้างสารละลาย "เสถียร" ที่มีตัวถูกละลายมากเกินไป ความเสถียรนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงอีกครั้งหรือความดันเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ตัวถูกละลายจะตกตะกอนมากเกินไป

โซลูชันที่มีคุณค่า

โซลูชันที่ไตเตรทคือโซลูชันที่ใช้วัดปริมาณตัวถูกละลายและตัวทำละลายที่เป็นตัวเลขโดยสังเกตเปอร์เซ็นต์โมลาร์โมลาร์และสารละลายที่ไตเตรทแบบปกติโดยแต่ละชุดจะมีชุดหน่วยการวัด

- ค่าเปอร์เซ็นต์พูดถึงสัดส่วนเป็นเปอร์เซ็นต์ของกรัมหรือมิลลิลิตรของตัวถูกละลายในหนึ่งร้อยกรัมหรือมิลลิลิตรของสารละลายทั้งหมด

- ความเข้มข้นของโมลาร์ (หรือโมลาริตี) แสดงจำนวนโมลของตัวถูกละลายต่อลิตรของสารละลาย

- Molality ซึ่งใช้เพียงเล็กน้อยในเคมีสมัยใหม่คือหน่วยที่แสดงจำนวนโมลของตัวถูกละลายหารด้วยมวลรวมของตัวทำละลายเป็นกิโลกรัม

- Normality เป็นตัวชี้วัดที่แสดงออกถึงจำนวนเทียบเท่าตัวละลายระหว่างปริมาณรวมของการแก้ปัญหาในลิตรซึ่งเทียบเท่าสามารถเป็นตัวแทนของเอช⁺ไอออนกรดหรือ OH ^-ฐาน

ตามสถานะของการรวมตัว

สารละลายสามารถจำแนกตามสถานะที่พบได้และส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับเฟสที่พบตัวทำละลาย (ส่วนประกอบที่มีอยู่ในปริมาณที่มากที่สุดภายในส่วนผสม)

- สารละลายที่เป็นก๊าซเป็นของหายากในธรรมชาติซึ่งจัดอยู่ในประเภทวรรณกรรมเป็นส่วนผสมของก๊าซแทนที่จะเป็นสารละลาย เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงและมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเพียงเล็กน้อยเช่นในกรณีของอากาศ

- ของเหลวมีสเปกตรัมกว้าง ๆ ในโลกของสารละลายและเป็นตัวแทนของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันส่วนใหญ่ ของเหลวสามารถละลายก๊าซของแข็งและของเหลวอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดายและพบได้ในสถานการณ์ประจำวันทุกประเภทตามธรรมชาติและสังเคราะห์

นอกจากนี้ยังมีสารผสมของเหลวที่มักสับสนกับสารละลายเช่นอิมัลชันคอลลอยด์และสารแขวนลอยซึ่งมีความแตกต่างกันมากกว่าที่เป็นเนื้อเดียวกัน

- ก๊าซในของเหลวส่วนใหญ่จะสังเกตได้ในสถานการณ์เช่นออกซิเจนในน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเครื่องดื่มอัดลม

- สารละลายของเหลวและของเหลวสามารถนำเสนอเป็นส่วนประกอบที่มีขั้วซึ่งละลายได้อย่างอิสระในน้ำ (เช่นเอทานอลกรดอะซิติกและอะซิโตน) หรือเมื่อของเหลวที่ไม่มีขั้วละลายในของเหลวอื่นที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน

- สุดท้ายของแข็งมีความสามารถในการละลายได้หลากหลายในของเหลวเช่นเกลือในน้ำและแว็กซ์ในไฮโดรคาร์บอนเป็นต้น สารละลายของแข็งเกิดขึ้นจากตัวทำละลายเฟสของแข็งและสามารถมองว่าเป็นวิธีการละลายก๊าซของเหลวและของแข็งอื่น ๆ

ก๊าซสามารถเก็บไว้ในของแข็งเช่นไฮโดรเจนในแมกนีเซียมไฮไดรด์ ของเหลวในของแข็งสามารถพบได้เช่นน้ำในน้ำตาล (ของแข็งเปียก) หรือปรอทในทองคำ (อมัลกัม) และสารละลายของแข็งจะแสดงเป็นโลหะผสมและของแข็งผสมเช่นโพลีเมอร์ที่มีสารเติมแต่ง

การจัดเตรียม

สิ่งแรกที่ต้องทราบเมื่อเตรียมสารละลายคือประเภทของสารละลายที่จะกำหนด นั่นคือคุณต้องรู้ว่าคุณกำลังจะทำการเจือจางหรือเตรียมสารละลายจากส่วนผสมของสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป

สิ่งที่ควรทราบอีกประการหนึ่งคือค่าความเข้มข้นและปริมาตรหรือมวลที่ทราบคืออะไรขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวของตัวถูกละลาย

เพื่อเตรียมสารละลายมาตรฐาน

ก่อนที่จะเริ่มการเตรียมการใด ๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปรับเทียบเครื่องมือวัด (สมดุลกระบอกสูบปิเปตบิวเรตและอื่น ๆ ) แล้ว

จากนั้นจะทำการวัดปริมาณตัวถูกละลายในมวลหรือปริมาตรโดยใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งไม่ให้หกหรือเสียปริมาณใด ๆ เนื่องจากจะส่งผลต่อความเข้มข้นสุดท้ายของสารละลาย สิ่งนี้จะต้องถูกนำไปใช้ในขวดเพื่อใช้เตรียมความพร้อมสำหรับขั้นตอนต่อไป

ต่อจากนั้นตัวทำละลายที่จะใช้จะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวถูกละลายนี้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเนื้อหาของขวดมีความจุเท่ากัน

ขวดนี้ถูกหยุดและเขย่าอย่าลืมกลับด้านเพื่อให้แน่ใจว่าการผสมและการละลายมีประสิทธิภาพ ด้วยวิธีนี้จะได้รับโซลูชันซึ่งสามารถใช้ในการทดลองในอนาคตได้

เพื่อเตรียมการเจือจางของความเข้มข้นที่ทราบ

ในการเจือจางสารละลายและลดความเข้มข้นลงจะมีการเติมตัวทำละลายมากขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่าการเจือจาง

ด้วยสมการ M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂โดยที่ M เป็นสัญลักษณ์ของความเข้มข้นของโมลาร์และ V ปริมาตรรวม (ก่อนและหลังการเจือจาง) ความเข้มข้นใหม่สามารถคำนวณได้หลังจากเจือจางความเข้มข้นหรือปริมาตรที่ต้องการ เพื่อให้ได้ความเข้มข้นที่ต้องการ

เมื่อเตรียมการเจือจางสารละลายสต็อกจะถูกนำไปยังขวดใหม่ที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีการเติมตัวทำละลายลงไปเสมอตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ไปถึงเส้นการวัดเพื่อรับประกันปริมาตรที่ต้องการ

หากกระบวนการคายความร้อนดังนั้นจึงมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยควรย้อนกระบวนการและเติมสารละลายเข้มข้นลงในตัวทำละลายเพื่อหลีกเลี่ยงการกระเด็น

ตัวอย่าง

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วการแก้ปัญหามีสถานะการรวมตัวที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานะที่พบตัวถูกละลายและตัวทำละลาย ตัวอย่างของสารผสมเหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง:

- เฮกเซนในขี้ผึ้งพาราฟินเป็นตัวอย่างของสารละลายที่เป็นของเหลวและของแข็ง

- ไฮโดรเจนในแพลเลเดียมเป็นสารละลายที่เป็นก๊าซ

- เอทานอลในน้ำเป็นสารละลายของเหลว

- เกลือทั่วไปในน้ำเป็นสารละลายของแข็งและของเหลว

- เหล็กประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนในเมทริกซ์ผลึกของอะตอมของเหล็กเป็นตัวอย่างของสารละลายของแข็งที่เป็นของแข็ง

- น้ำอัดลมเป็นสารละลายแก๊สและของเหลว

อ้างอิง

วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) สารละลาย. สืบค้นจาก en.wikipedia.org
TutorVista. (เอสเอฟ) ประเภทของโซลูชั่น สืบค้นจาก chemistry.tutorvista.com
cK-12. (เอสเอฟ) น้ำยา - ของเหลว สืบค้นจาก ck12.org
คณะ U. (sf). การเตรียมสารละลาย สืบค้นจาก Faculty.sites.uci.edu
LibreTexts (เอสเอฟ) การเตรียมโซลูชัน สืบค้นจาก chem.libretexts.org

สารละลายเคมี: ประเภทการเตรียมและตัวอย่าง - เคมี - 2025