Látky, které tvoří roztok, se dělí na rozpuštěné látky a rozpouštědlo, přičemž rozpouštědlo je v roztoku přítomno ve velkém množství a určuje jeho stav agregace. V laboratorní praxi jsou nejčastější kapalné roztoky, kde je rozpouštědlem kapalina, nejčastěji voda.
Kvantitativní složení roztoku je specifikováno pomocí koncentrací – charakteristik roztoku, které určují poměry, ve kterých jsou rozpuštěné látky a rozpouštědlo smíchány. Pro specifikaci koncentrace roztoků existují váhové a objemové metody.
Označme: A – rozpuštěná látka, B – rozpouštědlo.
Definice 1. Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky (A) je poměr její hmotnosti m(A) k hmotnosti roztoku mrr:
Bezrozměrná veličina (A) se často vyjadřuje v procentech: (A)=(A) 100
Od (A) + (B) = 1, pak lze hmotnostní zlomek rozpouštědla snadno určit rovnicí: (B) = 1 – (A).
Další pohodlné formy psaní Definice 1 můžete získat, pokud použijete zřejmé vztahy pro hmotnost řešení:
kde vrr – objem roztoku; rr – jeho hustota.
a hmotnosti rozpuštěné látky A a rozpouštědla B v roztoku lze snadno zjistit pomocí vzorců:
Definice 2 Molární koncentrace rozpuštěné látky c(A) se vypočte jako poměr látkového množství (A) [mol] k objemu roztoku Vrr [l], vyjádřeno v litrech a ukazuje počet molů A na 1 litr roztoku:
Pro zkrácení zápisu se rozměr molární koncentrace [moll] často nahrazuje písmenem M, např.
c(A) = 0,1 moll = 0,1M.
V praxi je široce používán hmotnost (hmotnost) objemová koncentrace sm(A), definovaný jako poměr hmotnosti rozpuštěné látky m (A), vyjádřený v gramech, miligramech atd., k objemu roztoku Vrr [l], vyjádřeno v litrech:
Mezi koncentracemi (A), c(A)[mol/l] acm(A)[g/l] existuje vztah:
a na druhé straně
Pro pevné a plynné rozpuštěné látky existuje limit pro množství, které lze za daných podmínek rozpustit v určité hmotnosti nebo objemu rozpouštědla. Výsledný roztok se nazývá nasycený a jeho koncentrace odpovídá rozpustnosti látky.
V referenčních knihách z důvodu pohodlí rozpustnost látek S za různých podmínek se nevyjadřují ve formě koncentrací nasycených roztoků (A) nebo c(A), ale uvádějí se pro pevné látky – hmotnost látky A, rozpustné ve 100 g rozpouštědla (H2О) při teplotě tC [g100g N2O]; pro plynné látky – objem plynu rozpuštěného v 1 litru rozpouštědla (N2О) při teplotě tC a tlaku P[Pa] – [l1 l N2O]. Například rozpustnost chloridu draselného ve 100 g vody při 25 °C se označuje S(KCI) = 36,0 25. Na základě těchto údajů je snadné vypočítat obvyklé koncentrace (A) a c(A) nasycených roztoků.
Je třeba poznamenat, že rozpustnost pevných látek se obvykle zvyšuje s rostoucí teplotou a rozpustnost plynů se zvyšuje s klesající teplotou a rostoucím tlakem nad roztokem.
Příklad 1.Při chemické analýze iontového složení přírodních vzorků vody se obvykle stanovuje obsah každého iontu samostatně a správnost analýzy jako celku se kontroluje na základě podmínky elektroneutrality roztoku. Například na etiketě mírně sycené minerální vody „Nižně-Ivkinskaja č. 2 K“ je uvedeno její složení (v mg/l):
Článek pojednává o roztocích, jejich definici, složení a vlastnostech, stejně jako o různých typech roztoků a jejich aplikacích v chemii.
Chemie roztoků: jasné vysvětlení a klíčové vlastnosti aktualizováno: 6. října 2023 od: Scientific Articles.Ru
V chemii hrají roztoky důležitou roli, protože jsou základem mnoha chemických reakcí a procesů. Roztoky jsou homogenní směsi skládající se z rozpouštědla a rozpuštěné látky. V této přednášce se podíváme na definici roztoků, jejich složení a vlastnosti a také na různé typy roztoků a jejich aplikace v chemii.
Potřebujete pomoc s psaním práce?
Psaní akademické práce za 1 den od 100 rublů. Prohlédněte si recenze od našich klientů a zjistěte cenu vaší práce.
Stanovení roztoků
Roztok je homogenní směs dvou nebo více látek, kde jedna látka, nazývaná rozpouštědlo, rozpouští jinou látku, nazývanou rozpuštěná látka. Roztoky jsou jednou z hlavních forem existence hmoty a jsou široce používány v chemii a dalších vědách.
Roztoky mohou být tvořeny různými látkami, jako jsou plyny, kapaliny nebo pevné látky. Rozpustnost je schopnost látky rozpouštět se v jiné látce. V závislosti na rozpustnosti mohou být látky snadno rozpustné, mírně rozpustné nebo nerozpustné.
Roztoky mohou mít různé koncentrace, které jsou určeny množstvím rozpuštěné látky v rozpouštědle. Koncentraci roztoku lze vyjádřit v různých jednotkách, jako je molarita, hmotnostní zlomek, objemový zlomek atd.
Roztoky mají vlastnosti, které je odlišují od původních látek. Roztoky mohou mít například změněné hustoty, teploty varu a teploty tuhnutí ve srovnání s výchozími materiály. Mohou také vykazovat chemické reakce a mít určité fyzikální vlastnosti, jako je průhlednost nebo barva.
Složení řešení
Roztoky se skládají ze dvou hlavních složek: rozpouštědla a rozpuštěné látky.
Solventní
Rozpouštědlo je látka, ve které se rozpouští jiná látka. Obvykle je přítomen ve větším množství a jde o spojité prostředí, ve kterém se pohybují rozpuštěné částice. Rozpouštědlo může být v některých případech kapalné, plynné nebo dokonce pevné.
- Voda je nejběžnějším rozpouštědlem používaným v chemii. Je schopen rozpouštět mnoho látek, díky čemuž je univerzálním rozpouštědlem.
- Ethylalkohol se často používá v laboratoři jako rozpouštědlo organických látek.
- Benzín – používá se v automobilovém průmyslu jako rozpouštědlo paliva.
Solut
Rozpuštěná látka je látka, která se rozpouští v rozpouštědle. Může být ve formě iontů, molekul nebo atomů, v závislosti na chemické povaze látky.
Příklady rozpuštěných látek:
- Sůl je jednou z nejběžnějších rozpuštěných látek. Například chlorid sodný (NaCl) se může rozpustit ve vodě a vytvořit solný roztok.
- Cukr je další běžnou rozpuštěnou látkou. Cukr (sacharóza) se může rozpustit ve vodě a vytvořit sladký roztok.
- Kyseliny a zásady jsou také příklady rozpuštěných látek. Například kyselina sírová (H2SO4) se může rozpouštět ve vodě za vzniku kyseliny sírové.
Složení roztoků se může lišit v závislosti na konkrétních látkách a podmínkách rozpouštění. Roztoky mohou být homogenní, když jsou rozpouštědlo a rozpuštěná látka zcela smíchány a nejsou viditelné odděleně, nebo heterogenní, kdy jsou viditelné jednotlivé částice rozpuštěné látky v rozpouštědle.
Vlastnosti roztoků
Roztoky mají řadu charakteristických vlastností, které určují jejich chování a ovlivňují jejich použití v chemických procesech. Zde jsou některé z hlavních vlastností řešení:
průhlednost
Většina roztoků je průhledná, což znamená, že jimi světlo prochází bez výrazného rozptylu nebo absorpce. Je to proto, že velikost částic rozpuštěné látky je v rámci vlnové délky viditelného světla, což zabraňuje částicím rozptylovat světlo.
Vodivost elektrického proudu
Některá řešení, jako jsou roztoky elektrolytů, jsou schopna vést elektřinu. To je způsobeno přítomností iontů v roztoku, které se mohou pohybovat pod vlivem elektrického pole. Roztoky, které nejsou schopny vést elektrický proud, se nazývají nevodivé roztoky nebo nevodiče.
Tepelná vodivost
Roztoky mají tepelnou vodivost, to znamená schopnost přenášet teplo. To je způsobeno pohybem molekul rozpouštědla a rozpuštěné látky, což má za následek přenos energie z teplejších částí roztoku do chladnějších.
Hustota
Roztoky mají svou vlastní hustotu, která závisí na koncentraci rozpuštěné látky. Hustota roztoku může být buď větší nebo menší než hustota rozpouštědla, v závislosti na chemickém složení roztoku.
Vaření a mrazení
Roztoky mají nižší bod varu a nižší bod tuhnutí ve srovnání s čistým rozpouštědlem. To je způsobeno přítomností rozpuštěných látek, které ovlivňují interakci molekul rozpouštědla a mění jeho fyzikální vlastnosti.
Rozpustnost
Rozpustnost je schopnost látky rozpouštět se v jiné látce. Rozpustnost může záviset na různých faktorech, jako je teplota, tlak a chemické vlastnosti látek. Některé látky mohou být zcela rozpustné, zatímco jiné mohou být málo rozpustné nebo prakticky nerozpustné.
To jsou jen některé z hlavních vlastností řešení. Studium těchto vlastností pomáhá pochopit chování roztoků a jejich aplikaci v různých chemických procesech.
Různé druhy řešení
Roztoky lze klasifikovat podle různých kritérií, jako je složení, fyzikální stav složek a chemické vlastnosti. Zde jsou některé z hlavních typů řešení:
Plynová řešení
Plynné roztoky se skládají z plynného rozpouštědla a plynné rozpuštěné látky. Příkladem roztoku plynu je roztok kyslíku ve vodě. Plynné roztoky se obvykle tvoří při zvýšeném tlaku a nízké teplotě.
Kapalné roztoky
Kapalné roztoky se skládají z kapalného rozpouštědla a rozpuštěné látky. Příkladem kapalného roztoku je cukerný roztok, kde je cukr (rozpuštěná látka) rozpuštěn ve vodě (rozpouštědlo). Kapalné roztoky mohou být čiré nebo zakalené v závislosti na koncentraci rozpuštěné látky.
Solidní řešení
Pevné roztoky se skládají z pevného rozpouštědla a rozpuštěné látky. Příkladem pevného roztoku je slitina bronzu, kde je měď (rozpouštědlo) rozpuštěna v cínu (rozpuštěná látka). Pevné roztoky mohou být homogenní nebo mít různé fáze v závislosti na poměru složek.
Elektrolytické roztoky
Elektrolytické roztoky obsahují rozpuštěné iontové sloučeniny, které mohou vést elektrický proud. Příklady elektrolytických roztoků jsou roztoky solí, kyselin a zásad. V elektrolytických roztocích se kladně nabité ionty nazývají kationty a záporně nabité ionty se nazývají anionty.
Neelektrolytické roztoky
Neelektrolytické roztoky obsahují rozpuštěné molekulární sloučeniny, které nemohou vést elektrický proud. Příklady neelektrolytických roztoků jsou roztoky cukru, alkoholu a některých organických sloučenin.
Toto je jen několik z různých typů řešení, která mohou existovat. Každý typ roztoku má své vlastní charakteristiky a může být použit v různých chemických procesech a aplikacích.
Rozpustnost látek
Rozpustnost látky je schopnost látky rozpouštět se v jiné látce a tvořit jednotnou směs nazývanou roztok. Rozpustnost se může u různých látek lišit a závisí na různých faktorech, jako je teplota, tlak a chemické vlastnosti látek.
Faktory ovlivňující rozpustnost
1. Teplota: Obecně platí, že s rostoucí teplotou se zvyšuje rozpustnost pevných látek ve vodě. To je způsobeno skutečností, že s rostoucí teplotou mají molekuly látky více energie a mohou překonávat přitažlivé síly mezi nimi, což přispívá k jejich rozpouštění. Existují však výjimky, například rozpustnost plynů ve vodě obvykle klesá s rostoucí teplotou.
2. Tlak: Tlak obvykle nemá významný vliv na rozpustnost pevných látek v kapalinách. Rozpustnost plynů v kapalinách však závisí na tlaku. S rostoucím tlakem plynu nad kapalinou se zvyšuje rozpustnost plynu v kapalině.
3. Chemické vlastnosti: Chemické vlastnosti látky mohou také ovlivnit její rozpustnost. Například látky s podobnou polaritou mají tendenci se v sobě lépe rozpouštět než látky s různou polaritou.
Vyjádření rozpustnosti
Rozpustnost látky může být vyjádřena v různých jednotkách, jako je g/ml, mol/l nebo procenta. Například rozpustnost soli může být vyjádřena v g/ml, což znamená počet gramů soli rozpuštěných v jednom mililitru rozpouštědla.
Praktická aplikace rozpustnosti
Rozpustnost látek má velký praktický význam v chemii a dalších oborech. Například znalost rozpustnosti látek může pomoci při výběru vhodného rozpouštědla pro chemickou reakci nebo při procesu čištění a separace směsí látek.
Rozpustnost látek lze také použít ke stanovení koncentrace látky v roztoku nebo k výpočtu objemu roztoku potřebného k dosažení určité koncentrace.
Obecně je rozpustnost látek v chemii důležitým pojmem, který pomáhá pochopit a vysvětlit mnoho chemických procesů a jevů.
Koncentrace roztoků
Koncentrace roztoku je mírou množství rozpuštěné látky na jednotku objemu nebo hmotnosti rozpouštědla. Umožňuje určit, do jaké míry se látka rozpouští v rozpouštědle.
Existuje několik způsobů, jak vyjádřit koncentraci roztoků:
Hromadná koncentrace
Hmotnostní koncentrace (C) roztoku je definována jako poměr hmotnosti rozpuštěné látky (m) k objemu rozpouštědla (V):
Hmotnostní koncentrace se měří v gramech na litr (g/l) nebo procentech (%).
Molární koncentrace
Molární koncentrace (C) roztoku je definována jako poměr množství látky (n) k objemu rozpouštědla (V):
Molární koncentrace se měří v molech na litr (mol/l).
Objemová koncentrace
Objemová koncentrace (C) roztoku je definována jako poměr objemu rozpuštěné látky (V) k objemu rozpouštědla (V):
Objemová koncentrace se měří v mililitrech na litr (ml/l) nebo procentech (%).
Koncentraci roztoku lze vyjádřit jako skutečnou (absolutní), relativní nebo normální. Koncentrace látky udává množství rozpuštěné látky na jednotku objemu nebo hmotnosti rozpouštědla. Relativní koncentrace porovnává koncentraci roztoku s konkrétním standardem. Normální koncentrace vyjadřuje počet ekvivalentů rozpuštěné látky na jednotku objemu nebo hmotnosti rozpouštědla.
Koncentrace roztoku hraje důležitou roli v chemických reakcích, protože ovlivňuje rychlost reakce a její výsledky. Znalost koncentrace roztoku vám také umožňuje provádět výpočty a předpovídat chemické procesy.
Aplikace roztoků v chemii
Řešení hrají důležitou roli v mnoha chemických procesech a mají širokou škálu aplikací. Tady jsou některé z nich:
Analýza a měření
Roztoky se používají v analytické chemii k provádění různých analýz a měření. Roztoky se například používají při titracích, spektrofotometrii a elektrochemických analytických metodách ke stanovení koncentrace látek ve vzorcích.
Chemické reakce
Roztoky jsou prostředím, ve kterém probíhají chemické reakce. Mnoho reakcí vyžaduje přítomnost roztoku pro reakci reaktantů a tvorbu produktů. Roztoky lze také použít ke kontrole reakčních rychlostí a ke změně reakčních podmínek.
Chemická syntéza
Roztoky se používají v chemické syntéze k rozpouštění a míchání činidel. To umožňuje provádět reakce za kontrolovaných podmínek a získat požadované produkty. Roztoky lze také použít pro izolaci a čištění produktů syntézy.
Skladování a přeprava látek
Roztoky lze použít pro skladování a přepravu látek. Některé látky mohou být stabilní pouze v rozpuštěném stavu, proto se k jejich konzervaci používají roztoky. Kromě toho lze řešení pohodlně přepravovat, protože zabírají méně místa a lze je snadno nalít.
Léčiva
Roztoky jsou široce používány ve farmaceutickém průmyslu pro výrobu léků. Z roztoků lze vytvořit různé formy léků, jako jsou injekce, oční kapky nebo nosní spreje. Roztoky lze také použít ke zlepšení biologické dostupnosti a absorpce léčiv.
Průmysl
Řešení hrají důležitou roli v různých průmyslových odvětvích. Roztoky se například používají v metalurgii k získávání kovů z rud. Řešení lze také použít v procesech čištění vody, výrobě hnojiv, výrobě potravin a mnoha dalších aplikacích.
Obecně jsou řešení nedílnou součástí chemie a mají široké uplatnění v různých oblastech vědy a průmyslu.
Srovnávací tabulka řešení
| Vlastnost | Řešení | Směsi |
|---|---|---|
| Definice | Homogenní systémy, kde jedna látka (rozpouštědlo) rozpouští jinou látku (rozpustná látka) | Heterogenní systémy, kde se různé látky mísí, ale vzájemně se nerozpouštějí |
| Struktura | Homogenní složení, molekuly rozpouštědla a rozpuštěné látky jsou rovnoměrně rozloženy | Heterogenní složení, různé látky jsou viditelné pouhým okem |
| průhlednost | Obvykle transparentní světlo prochází roztokem bez významného rozptylu | Může být čirý nebo zakalený, v závislosti na složení a velikosti částic |
| Separace | Neodděluje se filtrací nebo srážením, lze oddělit pouze odpařením rozpouštědla | Lze oddělit filtrací, sedimentací nebo odpařováním |
| Příklady | Cukerný roztok, sůl ve vodě | Písek a sůl, olej a voda |
Závěr
V této přednášce jsme se podívali na základní pojmy a vlastnosti roztoků. Roztoky jsou homogenní směsi skládající se z rozpouštědla a rozpuštěné látky. Mají různé vlastnosti, jako je průhlednost, barva, viskozita atd. Rozpustnost látek je dána jejich schopností rozpouštět se v daném rozpouštědle. Koncentrace roztoků nám umožňuje měřit množství rozpuštěné látky na jednotku objemu roztoku. Roztoky jsou široce používány v chemii k provádění různých reakcí a získávání požadovaných produktů.
Chemie roztoků: jasné vysvětlení a klíčové vlastnosti aktualizováno: 6. října 2023 od: Scientific Articles.Ru
