Az oldatok
- Az oldatokkal Kapcsolatos Alapfogalmak
Az oldatok alapvetően több komponensű homogén rendszerek, oldószerből, valamint egy vagy többféle oldott anyagból is állhatnak.
Oldódás során, az oldott anyag részecskéi az oldószer részecskével kölcsönhatásba kerülnek, valamint diffúzióval el is keverednek. Ez egy fizikai változás lesz. Vannak olyan anyagok, amelyek esetén kémiai reakció is bekövetkezik, és adott esetben egy oldószerben nem oldódó oldandó anyag, az kémiai reakció után már oldhatóvá válik. ilyen például a fém Nátrium.
Az oldódás sebessége, függ a hőmérséklettől, az aprítottságtól, -vagyis, hogy az adott anyag, milyen aprítottsági állapotban van jelen-, valamint attól, hogy alkalmazunk-e, keverést. Abban az esetben, ha magasabb hőmérsékletet alkalmazunk, mindig nő az Oldhatóság (kivéve gázok).
Az Oldhatóság kifejezésére, kétféle lehetőség van. Az egyik, így szól: a telített oldat X fokon Y tömegszázalékos. A másik verzió pedig azt mondja meg, hogy 100 gramm oldószer hány gramm oldott anyagot old. Röviden az Oldhatóság, azt is megadja, hogy az adott egy adott anyag feloldódik-e még egy oldatban, vagy már nem.
Azokat az oldatokat, amelyekben már több oldott anyagot nem tudunk feloldani, telített oldatoknak nevezzük. Az olyan oldatok, amelyekben még fel tudunk oldani valamekkora mennyiségű anyagot az telítetlen oldat lesz. A telített oldatokról azt érdemes tudni, hogy dinamikus egyensúlyban vannak. A dinamikus egyensúly, röviden annyit jelent, hogy az oldódás, és a kikristályosodás sebessége, megegyezik.
Egy speciális esetet érdemes megemlíteni még, ami a túltelített oldat lesz. A túltelített oldat, az úgy készül, hogy egy forró, telített oldatot készítünk, majd azt elkezdjük lassan hűteni. A hűtés során, az adott hőmérsékleteknek megfelelően, magasabb tömegszázalék értékek is jelen lehetnek, azonban csak minimális ideig, az egyensúly beálltáig.
Röviden, az Oldhatóság az mindig hőmérséklettől függ legnagyobb mértékben, ezt részletesen számolás kurzuson fogjuk nézni.
A gázok oldhatósága a hőmérséklet emelésévelcsökken ez fontos!
- Az oldódás Mechanizmusa
Oldódás során, az oldószer, valamint az oldalandó anyag részecskéi, egymással kölcsönhatásba kerülnek. Ezen kölcsönhatások leginkább másodlagos kölcsönhatások.
Az ionok kiváló Olde kony vízoldékonyságáról is szót kell ejteni, amely annak tudható be, hogy töltéssel rendelkeznek, emiatt be tudnak illeszkedni a vízmolekulák közé. Az olyan anyagok, amelyek ionod kötésűek, azok vizes oldatban disszociálnak, ezáltal jó vízoldékony ságnak örvendenek. Az ionos kötésű anyagok, vizes oldódásuk során, elektrolit oldatot alkotnak. Az elektrolitokról fontos, hogy vezetik kivétel nélkül az áramot hiszen szabad töltéssel rendelkező részecskék lesznek bennük. Egyéb, nem ionos anyagok is kiválóan oldódhatnak vízben, azonban akkor általában hidratáció következik be, ami azt jelenti, hogy a vízmolekulák egy burkot képezve körül veszik az adott oldandó anyagot.
Gyakori kérdés, hogy az adott anyag jól, rosszul, vagy nem oldódik vízben. Leegyszerűsítve, az olyan anyagok oldódnak jól vízben, amelyek amellett, hogy polárisak, hidrogénkötést is képesek kialakítani, vagy Ionos vegyületek.
Az olyan anyagok, amelyek rosszul oldódnak vízben, azok oldódnak csak rosszul, amely leginkább azért van, mert hidrogénkötést nem alakít ki a víz molekulákkal az adott anyag, azonban dipólus–dipólus kölcsönhatást igen.
Azon anyagok, amelyek nem oldódnak vízben, szinte kivétel nélkül apoláris anyagok.
Itt még érdemes megemlíteni, a térfogati kontrakció jelenségét amely majd számolásnál lesz releváns, és röviden azt fejezi ki, hogy két különböző térfogatú oldat összeöntése esetén a keletkezett oldat térfogata az nem a két kiindulási összege, hanem valamivel kisebb térfogat. Ennek a magyarázata az, hogy az oldatok a megfelelő kötéseket kialakítva úgymond kompaktálódhatnak.
3.Az Oldódás Energiaviszonyai
Egy oldódás járhat hőleadással, valamint hőfelvétellel. Azokat az oldódási folyamatokat, amelyek esetén hőleadás történik exoterm oldódásnak hívjuk. Ilyen oldódások során, az adott főzőpohár lehül, mert a folyamat hőt ad át a környezetnek.
Az endoterm oldódások esetén, hőfelvétel történik a környezettől, tehát a főzőpohár felmelegszik.
Az Oldáshő az, ami kifejezi egy oldódás során felszabaduló, vagy elnyelődő hőmennyiséget.
Ezen oldáshő negatív, ha exoterm oldódásról beszélünk, pozitív ha endoterm oldódásról beszélünk.
- Az Oldatok Összetételének Megadása
Az oldatok összetételének a megadásának a leggyakoribb módszere, a tömegszázalék, ami azt adja meg hogy 100 g oldatban hány gramm az oldott anyag ennek megfelelően úgy kell kiszámolni, hogy oldott anyag tömegét elosztjuk az egész oldat tömegével, ami az oldószer, valamint az oldott anyag tömegének az összege.
Kilehet még az oldatok összetételét fejezni, anyagmennyiségszázalékkal, ami ugyanaz, mint a tömegszázalék csak Anyagmennyiség értékekkel. Tehát, az oldott anyag anyagmennyisége osztva az oldószer, valamint az oldott anyag anyagmennyiségének az összegével.
A koncentráció értékek nagyon fontosak lesznek, leginkább az oldat térfogatára, valamint oldott anyag tartalmára szolgáltatnak információt.
A mólos koncentráció megadja, hogy 1 dm³ oldatban hány mól az oldott anyag. A mólos koncentrációt hívjuk molaritásnak, valamint mólos koncentrációnak is.
A tömegkoncentráció, ennek a párja, azt adja meg, hogy 1 dm³ oldatban, hány gramm az oldott anyag. Nem szabad elmenni a Sűrűség mellett sem, ami azt adja meg, hogy egy adott térfogatú oldat, milyen tömegű. Tehát itt az egész oldat tömege, az adott térfogatra vonatkozik.