โซลูชันทางเคมี: ประเภทการเตรียมและตัวอย่าง

การแก้ปัญหาทางเคมี เป็นสิ่งที่เรียกว่าการผสมแบบเอกพันธ์ในวิชาเคมี พวกเขาเป็นส่วนผสมที่มั่นคงของสารสองตัวหรือมากกว่าซึ่งสารหนึ่ง (เรียกว่าตัวถูกละลาย) จะละลายลงในอีกตัวหนึ่ง (เรียกว่าตัวทำละลาย) วิธีการแก้ปัญหานำมาใช้ในช่วงของตัวทำละลายในส่วนผสมและสามารถอยู่ในขั้นตอนของแข็งของเหลวและก๊าซ

ในธรรมชาติมีสารผสมอยู่สองชนิด: ของผสมต่างกันและของผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน สารผสมต่างกันคือส่วนผสมที่ไม่มีความสม่ำเสมอในองค์ประกอบและสัดส่วนของส่วนประกอบต่างกันไปตามตัวอย่างของพวกมัน

ในทางตรงกันข้ามส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (สารละลายทางเคมี) เป็นส่วนผสมของของแข็งของเหลวหรือก๊าซ - นอกเหนือจากการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้ระหว่างส่วนประกอบที่อยู่ในขั้นตอนที่แตกต่างกัน - ซึ่งมีองค์ประกอบแบ่งออกเป็นสัดส่วนเท่า ๆ กันผ่านเนื้อหา

ระบบผสมมักจะแสวงหาความเป็นเนื้อเดียวกันเช่นเมื่อสีย้อมถูกเติมลงในน้ำ ส่วนผสมนี้เริ่มเป็นแบบต่างกัน แต่เวลาจะทำให้สารประกอบแรกกระจายผ่านของเหลวทำให้ระบบนี้กลายเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

การแก้ปัญหาและองค์ประกอบของพวกเขาจะถูกสังเกตในสถานการณ์แบบวันต่อวันและในระดับที่แตกต่างจากอุตสาหกรรมไปยังห้องปฏิบัติการ พวกเขาเป็นวัตถุแห่งการศึกษาเพราะลักษณะที่พวกเขานำเสนอและกองกำลังและสถานที่น่าสนใจที่เกิดขึ้นระหว่างพวกเขา

ชนิด

มีหลายวิธีในการจำแนกประเภทการแก้ปัญหาเนื่องจากมีหลายลักษณะและสถานะทางกายภาพที่เป็นไปได้ นี่คือเหตุผลที่คุณควรรู้ว่าความแตกต่างระหว่างประเภทของการแก้ปัญหาเป็นไปตามก่อนที่จะแยกพวกเขาออกเป็นหมวดหมู่

หนึ่งในวิธีที่จะแยกประเภทของการแก้ปัญหาคือโดยระดับความเข้มข้นที่มันมีเรียกว่าความอิ่มตัวของสารละลาย

วิธีการแก้ปัญหามีคุณภาพที่เรียกว่าการละลายซึ่งเป็นจำนวนตัวละลายสูงสุดที่สามารถละลายได้ในปริมาณของตัวทำละลายที่กำหนด

มีการจำแนกประเภทของสารละลายตามความเข้มข้นซึ่งแบ่งออกเป็นโซลูชันเชิงประจักษ์และเป็นโซลูชันที่มีคุณค่า

โซลูชั่นเชิงประจักษ์

การจำแนกประเภทนี้ซึ่งการแก้ปัญหานี้เรียกว่าการแก้ปัญหาเชิงคุณภาพไม่ได้คำนึงถึงจำนวนตัวถูกละลายและตัวทำละลายภายในสารละลาย แต่เป็นสัดส่วน สำหรับเรื่องนี้โซลูชั่นจะถูกแยกออกเป็นเจือจางเข้มข้นไม่อิ่มตัวอิ่มตัวและอิ่มตัว

- สารละลายเจือจางคือสารละลายที่ปริมาณตัวถูกละลายในส่วนผสมอยู่ในระดับต่ำสุดเมื่อเทียบกับปริมาตรรวมของผลิตภัณฑ์เดียวกัน

- สารละลายที่ไม่อิ่มตัวคือสารละลายที่ไม่ถึงค่าสูงสุดของตัวถูกละลายสำหรับอุณหภูมิและความดันที่พบ

- สารละลายเข้มข้นมีตัวละลายจำนวนมากสำหรับปริมาตรที่เกิดขึ้น

- สารละลายอิ่มตัวคือสารละลายที่มีความเป็นไปได้สูงที่สุดสำหรับอุณหภูมิและความดันที่กำหนด ในการแก้ปัญหาเหล่านี้ตัวถูกละลายและตัวทำละลายจะแสดงสถานะของความสมดุล

- สารละลายอิ่มตัวเป็นสารละลายอิ่มตัวที่ได้รับความร้อนเพื่อเพิ่มความสามารถในการละลายและละลายตัวละลายมากขึ้น โซลูชัน "เสถียร" ที่มีตัวถูกละลายมากเกินไปจะถูกสร้างขึ้น ความเสถียรนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงหรือความดันเปลี่ยนไปอย่างมากสถานการณ์ที่ตัวถูกละลายจะตกตะกอนในส่วนที่เกิน

โซลูชันที่มีคุณค่า

การแก้ปัญหาที่ประเมินนั้นเป็นจำนวนที่ถูกวัดปริมาณตัวทำละลายและตัวทำละลายสังเกตการแก้ปัญหาการประเมินเป็นร้อยละ, กราม, molale และปกติแต่ละชุดของหน่วยการวัด

- ค่าร้อยละพูดถึงสัดส่วนเป็นเปอร์เซ็นต์ของกรัมหรือมิลลิลิตรตัวถูกละลายในหนึ่งร้อยกรัมหรือมิลลิลิตรของการแก้ปัญหาทั้งหมด

- ความเข้มข้นของกราม (หรือโมลาริตี) แสดงจำนวนโมลของตัวถูกละลายต่อลิตรของสารละลาย

- Molality ซึ่งใช้ในวิชาเคมีสมัยใหม่เป็นหน่วยที่แสดงออกถึงจำนวนโมลของตัวถูกละลายในมวลรวมของตัวทำละลายในหน่วยกิโลกรัม

- Normality คือหน่วยวัดที่แสดงจำนวนของตัวถูกละลายที่เทียบเท่าระหว่างปริมาตรรวมของการแก้ปัญหาในลิตรโดยที่การเทียบเท่าอาจแทน H + ion สำหรับกรดหรือ OH- สำหรับฐาน

ตามสถานะการรวมของคุณ

การแก้ปัญหายังสามารถจำแนกตามสถานะที่พบและส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับขั้นตอนที่พบตัวทำละลาย (ส่วนประกอบที่มีปริมาณมากที่สุดในส่วนผสม)

- การแก้ปัญหาก๊าซเป็นของหายากในธรรมชาติจัดประเภทในวรรณคดีเป็นส่วนผสมของก๊าซมากกว่าการแก้ปัญหา; พวกมันเกิดขึ้นในสภาวะที่เฉพาะเจาะจงและมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเพียงเล็กน้อยเช่นในกรณีของอากาศ

- ของเหลวมีสเปกตรัมในโลกของการแก้ปัญหาและเป็นตัวแทนของส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกันส่วนใหญ่ ของเหลวสามารถละลายก๊าซของแข็งและของเหลวอื่น ๆ ได้อย่างง่ายดายและสามารถพบได้ในทุกสถานการณ์ในชีวิตประจำวันในลักษณะที่เป็นธรรมชาติและสังเคราะห์

นอกจากนี้ยังมีส่วนผสมของของเหลวที่มักสับสนกับวิธีแก้ปัญหาเช่นอิมัลชันคอลลอยด์และสารแขวนลอยซึ่งมีความแตกต่างกันมากกว่าเนื้อเดียวกัน

- ก๊าซในของเหลวส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในสถานการณ์เช่นออกซิเจนในน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในเครื่องดื่มอัดลม

- สารละลายของเหลวสามารถนำเสนอเป็นองค์ประกอบขั้วที่ละลายได้อย่างอิสระในน้ำ (เช่นเอทานอล, กรดอะซิติกและอะซิโตน) หรือเมื่อของเหลวที่ไม่ใช่ขั้วละลายเป็นของเหลวที่มีลักษณะคล้ายกัน

- ในที่สุดของแข็งมีความสามารถในการละลายได้หลากหลายเช่นเกลือในน้ำและไขในไฮโดรคาร์บอน สารละลายของแข็งเกิดขึ้นจากตัวทำละลายในสถานะของแข็งและสามารถสังเกตได้ว่าเป็นวิธีการละลายก๊าซของเหลวและของแข็งอื่น ๆ

ก๊าซสามารถเก็บไว้ในของแข็งเช่นไฮโดรเจนในแมกนีเซียมไฮไดรด์ ของเหลวในของแข็งสามารถพบได้ในน้ำในน้ำตาล (ของแข็งเปียก) หรือปรอทในทองคำ (อะมัลกัม); และของแข็งที่เป็นของแข็งจะถูกแทนด้วยโลหะผสมและของแข็งคอมโพสิตเช่นโพลิเมอร์ที่มีสารเติมแต่ง

การจัดเตรียม

สิ่งแรกที่ต้องรู้เมื่อการเตรียมสารละลายกำลังดำเนินการคือประเภทของการละลายที่กำลังจะถูกกำหนด คุณต้องทราบว่าจะมีการเจือจางหรือเตรียมสารละลายจากส่วนผสมของสารสองชนิดขึ้นไปหรือไม่

สิ่งที่ควรรู้อีกอย่างคือค่าความเข้มข้นและปริมาตรหรือมวลที่ทราบนั้นขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวถูกละลาย

เพื่อเตรียมการแก้ไขปัญหามาตรฐาน

ก่อนเริ่มการเตรียมการใด ๆ จะต้องทำให้มั่นใจว่าเครื่องมือวัด (เครื่องชั่ง, กระบอกสูบ, ปิเปต, บิวเรต, และอื่น ๆ ) ได้รับการสอบเทียบ

จากนั้นเริ่มวัดปริมาณของตัวถูกละลายในมวลหรือปริมาตรระวังอย่างยิ่งที่จะไม่รั่วไหลหรือเสียปริมาณใด ๆ เนื่องจากจะมีผลต่อความเข้มข้นสุดท้ายของสารละลาย สิ่งนี้ควรถูกนำมาใช้ในขวดเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับขั้นตอนต่อไป

ต่อจากนั้นตัวทำละลายที่จะใช้จะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวละลายนี้เพื่อให้แน่ใจว่าเนื้อหาของขวดถึงความจุการวัดของเดียวกัน

กระติกน้ำนี้ถูกต่อยอดและกระวนกระวายใจทำให้แน่ใจว่าได้คว่ำเพื่อให้แน่ใจว่าการผสมและการละลายที่มีประสิทธิภาพ ด้วยวิธีนี้จะได้รับการแก้ปัญหาซึ่งสามารถนำมาใช้ในการทดลองในอนาคต

เพื่อเตรียมการเจือจางของความเข้มข้นที่รู้จัก

ในการเจือจางสารละลายและลดความเข้มข้นให้เพิ่มตัวทำละลายในกระบวนการที่เรียกว่าการเจือจาง

ผ่านสมการ M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ โดยที่ M เป็นสัญลักษณ์ของความเข้มข้นของโมลาร์และ V ปริมาตรรวม (ก่อนและหลังการเจือจาง) ความเข้มข้นใหม่สามารถคำนวณได้หลังจากเจือจางความเข้มข้นหรือปริมาตรที่ต้องการ เพื่อให้ได้ความเข้มข้นตามที่ต้องการ

เมื่อเตรียมการเจือจางสารละลายแม่จะถูกนำไปยังขวดที่ใหญ่กว่าใหม่และเพิ่มตัวทำละลายลงไปเพื่อให้แน่ใจว่าถึงระดับการวัดเพื่อรับประกันปริมาณที่ต้องการ

ถ้ากระบวนการนี้เป็นแบบคายความร้อนและดังนั้นจึงมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยมันจะดีกว่าที่จะกลับกระบวนการและเพิ่มวิธีการแก้ปัญหาที่เข้มข้นเพื่อตัวทำละลายเพื่อหลีกเลี่ยงการสาด