Stężenie a rozpuszczalność
Koncentracja
Koncentracja jest ważnym i bardzo powszechnym zjawiskiem w chemii. Służy do wskazania ilościowego pomiaru substancji. Jeśli chcesz określić ilość jonów miedzi w roztworze, można to podać jako pomiar stężenia. Prawie wszystkie obliczenia chemiczne wykorzystują pomiary stężenia do wyciągnięcia wniosków na temat mieszaniny. Aby określić stężenie, musimy mieć mieszankę składników. Aby obliczyć stężenie każdego składnika, muszą być znane względne ilości rozpuszczone w roztworze.
Istnieje kilka metod pomiaru stężenia. Są to stężenie masowe, stężenie liczbowe, stężenie molowe i stężenie objętościowe. Wszystkie te miary są stosunkami, w których licznik reprezentuje ilość substancji rozpuszczonej, a mianownik reprezentuje ilość rozpuszczalnika. We wszystkich tych metodach sposób przedstawiania substancji rozpuszczonej jest inny. Jednak mianownikiem jest zawsze objętość rozpuszczalnika. W stężeniu masowym podaje się masę rozpuszczonej substancji rozpuszczonej w jednym litrze rozpuszczalnika. Podobnie w stężeniu liczbowym podano liczbę substancji rozpuszczonych, a w stężeniu molowym moli substancji rozpuszczonej. Dalej podana jest objętość stężenia objętościowego substancji rozpuszczonej. Poza tym stężenia można podać jako ułamki molowe, gdzie mole substancji rozpuszczonej są podane w stosunku do całkowitej ilości substancji w mieszaninie. W ten sam sposób stosunek molowy, ułamek masowy, stosunek masowy można wykorzystać do wskazania stężenia. Może być również wskazany jako wartości procentowe. W zależności od potrzeb należy wybrać odpowiednią metodę oznaczania stężenia. Jednak konwersja między tymi jednostkami powinna być znana studentom chemii, aby mogli z nimi pracować.
Rozpuszczalność
Rozpuszczalnik jest substancją zdolną do rozpuszczania, dzięki czemu może rozpuszczać inną substancję. Rozpuszczalniki mogą być w stanie ciekłym, gazowym lub stałym. Solute to substancja rozpuszczalna w rozpuszczalniku w celu utworzenia roztworu. Substancje rozpuszczone mogą znajdować się w fazie ciekłej, gazowej lub stałej. Tak więc rozpuszczalność to zdolność substancji rozpuszczonej do rozpuszczenia się w rozpuszczalniku. Stopień rozpuszczalności zależy od różnych czynników, takich jak rodzaj rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej, temperatura, ciśnienie, szybkość mieszania, stopień nasycenia roztworu itp. Substancje rozpuszczają się w sobie tylko wtedy, gdy są do siebie podobne („polubienia rozpuszczają polubienia”). Na przykład substancje polarne są rozpuszczalne w rozpuszczalnikach polarnych, ale nie w rozpuszczalnikach niepolarnych. Cząsteczki cukru mają między sobą słabe interakcje międzycząsteczkowe. Po rozpuszczeniu w wodzie interakcje te zostaną przerwane, a cząsteczki zostaną rozdzielone. Zerwania więzi wymagają energii. Energia ta będzie dostarczana przez tworzenie wiązań wodorowych z cząsteczkami wody. Dzięki temu procesowi cukier jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Podobnie, gdy sól, taka jak chlorek sodu, rozpuszcza się w wodzie, uwalniane są jony sodu i chloru, które wchodzą w interakcje z cząsteczkami wody polarnej. Wniosek, jaki możemy wyciągnąć z powyższych dwóch przykładów, jest taki, że substancje rozpuszczone podadzą swoje cząstki elementarne po rozpuszczeniu w rozpuszczalniku. Kiedy substancja jest po raz pierwszy dodana do rozpuszczalnika, najpierw szybko się rozpuści. Po pewnym czasie zachodzi reakcja odwracalna i szybkość rozpuszczania się zmniejsza. Gdy szybkość rozpuszczania i szybkość wytrącania są równe, mówi się, że roztwór znajduje się w równowadze rozpuszczalności. Ten rodzaj roztworu jest znany jako roztwór nasycony.
Jaka jest różnica między stężeniem a rozpuszczalnością?
• Stężenie określa ilość substancji w roztworze. Rozpuszczalność to zdolność substancji do rozpuszczania się w innej substancji.
• Jeśli rozpuszczalność materiału w rozpuszczalniku jest wysoka, to jego stężenie w roztworze będzie wysokie. Podobnie, jeśli rozpuszczalność jest niska, stężenie będzie niskie.
