16

MIESZANINY JEDNORODNE Roztwór - jest jednorodną mieszaniną składającą się z rozpuszczalnika i jednej lub większej ilości substancji rozpuszczonej. Roztwory właściwe złożone są z cząsteczek lub jonów o rozmiarach mniejszych niż 10-9m. Powszechnie jest używany do roztworów ciekłych. Chemicy mówią również o roztworach gazowych (mieszanina gazów) i o roztworach stałych (stopy). ROZTWORY GAZOWE CIEKŁE STAŁE (stopy)

17

Roztwory ciekłe Roztwory ciekłe powstają przez rozpuszczenie w cieczy substancji gazowych, ciekłych lub stałych. Roztwór rozpuszczalnik substancja rozpuszczona roztwór Typy rozpuszczalników Najważniejszą cechą fizyczną rozpuszczalników jest ich polarność. Rozpuszczalniki polarne tworzą cząsteczki o dużych momentach dipolowych ( woda, amoniak). Na poziomie mikroskopowym substancje rozpuszczone w rozpuszczalnikach polarnych ulegają solwatacji. Cząsteczki rozpuszczalnika zostają uporządkowane wokół cząsteczek rozpuszczonych. W rzeczywistości solwatacja polega na oddziaływaniach typu donor akceptor, niekoniecznie tylko elektrostatycznej natury, dzięki czemu również cząsteczki elektrycznie obojętne mogą ulegać silnej solwatacji.

18

Cząsteczki rozpuszczalników niepolarnych wykazują co najwyżej mały moment dipolowy. Zazwyczaj lepiej rozpuszczają się w nich substancje niepolarne. W takich rozpuszczalnikach cząsteczki oddziałują głownie za pośrednictwem sił van der Waalsa. Niepolarne ciecze są zwykle słabymi rozpuszczalnikami dla cząsteczek polarnych, ponieważ słabe oddziaływania międzycząsteczkowe nie mogą konkurować z silniejszymi oddziaływaniami wewnątrz substancji rozpuszczanej. Na podobnej zasadzie substancje niepolarne nie mogą współzawodniczyć z silnymi oddziaływaniami międzycząsteczkowymi w rozpuszczalnikach polarnych i ich rozpuszczalność jest w takich rozpuszczalnikach słaba. W chemii często cytuje się pożyteczne uogólnienie podobne rozpuszcza podobne. Oznacza to, że rozpuszczanie występuje wówczas, gdy cząsteczki substancji rozpuszczanej mają strukturę i właściwości elektryczne podobne do cząsteczek rozpuszczalnika.

19

Woda jako rozpuszczalnik Woda jest najbardziej rozpowszechnionym rozpuszczalnikiem. Jednak daleko jej jeszcze do tego, aby być rozpuszczalnikiem uniwersalnym, ponieważ istnieje wielka liczba substancji, które z natury nie rozpuszczają się w wodzie. Jakie są więc czynniki wpływające na rozpuszczalność w wodzie? W przypadku wody sytuacja jest szczególnie złożona, ponieważ występujące wiązanie wodorowe ma tendencję do utrzymywania cząsteczek wody w stanie zasocjowanym. Na ogół woda jest słabym rozpuszczalnikiem dla niejonowych substancji rozpuszczanych. W szczególności węglowodory są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie. W tych przypadkach wzajemne oddziaływanie wody i cząsteczek substancji rozpuszczanej jest tak słabe, że nie wydziela się dostatecznie dużo energii do zniszczenia struktury wody. Istnieją jednak pewne substancje, które dobrze rozpuszczają się w wodzie, np. amoniak NH 3 czy alkohol etylowy C2H5OH. W przypadku amoniaku powstają wiązania wodorowe pomiędzy N z amoniaku i O z wody, a w przypadku alkoholu etylowego- pomiędzy O z alkoholu i O z wody. Cukry jak np. sacharoza C12H22O11, swoją znakomitą rozpuszczalność zawdzięczają w dużym stopniu wiązaniu wodorowemu, ponieważ podobnie jak C2H5OH zawierają one grupy OH. Związki jonowe dobrze rozpuszczają się w wodzie, ponieważ cząsteczki wody stanowią dipole, dzięki czemu mogą atakować zarówno kation na powierzchni kryształu, zbliżając się do niego ujemnym biegunem dipola, jak też mogą wyrwać z sieci jonowej anion, zbliżając się do niego dodatnim biegunem dipola. Każdy jon uwolniony z sieci krystalicznej zostaje otoczony przez kilka cząsteczek wody. Zjawisko takie nosi nazwę hydratacji, w przypadku, gdy rozpuszczalnikiem jest woda. Rozpuszczalność substancji jonowych w wodzie zależy od subtelnej równowagi między energią sieci krystalicznej a energią uwodnienia i entropią jonów.

20

Rozpuszczanie Proces mieszania dwóch substancji prowadzący do otrzymania mieszaniny jednorodnej makroskopowo nazywa się rozpuszczaniem Rozpuszczanie możemy przyspieszyć przez: a) rozdrobnienie substancji rozpuszczanej b) mieszanie c) podgrzewanie Oczywiście prędkość rozpuszczania zależy od substancji, którą rozpuszczamy i użytego rozpuszczalnika. Roztwór nasycony - roztwór, w którym nie można rozpuścić więcej substancji w danej temperaturze. Roztwór nienasycony - roztwór, w którym można rozpuścić więcej substancji w danej temperaturze. Roztwór stężony - roztwór, w którym masa substancji rozpuszczonej jest znaczna (kilkadziesiąt procent) w stosunku do masy wody (rozpuszczalnika). Roztwór rozcieńczony - roztwór, w którym masa substancji rozpuszczonej jest mała (kilka procent) w stosunku do masy rozpuszczalnika. Roztwór przesycony to roztwór o stężeniu większym od stężenia roztworu nasyconego w danej temperaturze. Można go otrzymać przez uzyskanie roztworu nasyconego w temperaturze wyższej, pozbawienie go pozostałej stałej substancji rozpuszczanej (tak żeby nie było zarodków krystalizacji), a następnie ostrożne oziębianie tego roztworu. Roztwór przesycony jest termodynamicznie nietrwały.

Kategorie

Język Francuski