สารละลายเคมีคืออะไร?

การแก้ปัญหาที่ศึกษาในวิชาเคมี เป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน (ซึ่งมีเฟสเดียว) ของสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปโดยที่สารที่ละลายเรียกว่า ตัวละลาย และตัวที่ละลายอีกอย่างคือ isตัวทำละลาย. ตัวอย่างเช่น ถ้าเราผสมเกลือเล็กน้อยในน้ำ สารละลายจะเป็นเกลือ (โซเดียมคลอไรด์ – NaCl) และน้ำจะเป็นตัวทำละลาย

อนุภาคของตัวถูกละลายที่ละลายในสารละลายมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 นาโนเมตร และจะไม่ตกตะกอนเมื่อเวลาผ่านไป และเราไม่สามารถแยกส่วนประกอบด้วยวิธีการทางกายภาพ เช่น การกรองและการปั่นเหวี่ยง โดยวิธีทางเคมีเท่านั้น เช่น การกลั่น นอกจากนี้ การแก้ปัญหาจะเป็นจริงได้ก็ต่อเมื่อมองภายใต้กล้องจุลทรรศน์อัลตราไมโครสโคปก็ยังเป็นเนื้อเดียวกันตลอดการทำงานทั้งหมด

ตัวอย่างเช่น เมื่อเราดูเลือดด้วยตาเปล่า ดูเหมือนจะเป็นวิธีแก้ปัญหาเพราะดูเหมือนจะมีเฟสเดียว อย่างไรก็ตาม หากเราส่องกล้องจุลทรรศน์ เราจะเห็นว่ามันมีองค์ประกอบหลายอย่าง และองค์ประกอบหลักสี่อย่างคือ เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เม็ดเลือดขาว เกล็ดเลือด และพลาสมา ถ้าเราใส่ในเครื่องปั่นแยก ส่วนประกอบเหล่านี้จะถูกแยกออก ดังที่แสดงในภาพด้านล่าง:

เลือดหมุนเหวี่ยงและภาพภายใต้กล้องจุลทรรศน์

พวกมันมีอยู่จริง สารละลายไอออนิกและโมเลกุล. ไอออนิกคือไอออนที่มีไอออน (ชนิดเคมีที่มีประจุไฟฟ้า) ละลาย ซึ่งสามารถรับได้สองวิธี หนึ่งคือ การแยกตัวของไอออนิก, ซึ่งก็คือเมื่อสารก่อตัวขึ้นแล้วโดยไอออนและจะถูกแยกออกจากกันเมื่อสัมผัสกับตัวทำละลายซึ่งส่วนใหญ่ บางครั้งก็เป็นน้ำ กล่าวคือ เกิดขึ้นเฉพาะกับสารประกอบไอออนิกเท่านั้น เช่นเดียวกับเกลือแกง ซึ่งในตัวกลางที่เป็นน้ำจะก่อตัวเป็นไอออน ที่⁺ และ Cl^-. อีกทางหนึ่งคือโดย ไอออไนซ์ที่ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่มีไอออน แต่สารที่ละลายได้นั้นเป็นโมเลกุลและทำปฏิกิริยากับน้ำ ก่อตัวเป็นไอออน เช่นเดียวกับไฮโดรเจนคลอไรด์ ซึ่งในตัวกลางที่เป็นน้ำจะสร้างกรดไฮโดรคลอริกกับไอออน โฮ⁺ และ Cl^-.

ในทางกลับกัน สารละลายโมเลกุลคือสิ่งที่สารโมเลกุลที่ละลายไม่ได้ทำปฏิกิริยากับน้ำก็ต่อเมื่อ ละลายแยกโมเลกุลที่รวมกันเป็นกลุ่มจนแยกเป็นสารละลายตามที่เกิดขึ้นกับน้ำตาลใน น้ำ.

สารละลายอิออนนำกระแสไฟฟ้า ในขณะที่สารละลายโมเลกุลไม่นำไฟฟ้า

ส่วนใหญ่เราจะนึกถึง think สารละลายของเหลวซึ่งใช้มากที่สุดในห้องปฏิบัติการเคมี อย่างไรก็ตาม มี โซลูชั่นที่เป็นของแข็งเช่น โลหะผสม เช่น เหล็กกล้า ดังที่แสดงด้านล่าง ซึ่งประกอบขึ้นด้วยเหล็กประมาณ 98.5% คาร์บอน 0.5 ถึง 1.7% และร่องรอยของซิลิกอน กำมะถัน และฟอสฟอรัส นอกจากนี้ยังมี สารละลายแก๊สเช่น อากาศ ซึ่งก่อตัวขึ้นในเปอร์เซ็นต์ที่มากที่สุดโดยก๊าซไนโตรเจน (N_2(ก.)- ประมาณ 79%) และก๊าซออกซิเจน (O_2(ก.)- ประมาณ 20%)

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

ตัวอย่างสารละลายของแข็งและก๊าซ - เหล็กและอากาศ

อีกวิธีหนึ่งในการจำแนกวิธีแก้ปัญหาคือเกี่ยวกับ ความอิ่มตัว, ที่ขึ้นอยู่กับ ค่าสัมประสิทธิ์การละลายนั่นคือปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่สามารถละลายได้ในปริมาณตัวทำละลายที่กำหนดที่อุณหภูมิที่กำหนด ในเรื่องนี้ เรามีวิธีแก้ปัญหาสามประเภท:

*สารละลายไม่อิ่มตัว: เมื่อปริมาณตัวถูกละลายในน้ำน้อยกว่าปริมาณสูงสุดที่อุณหภูมิที่กำหนด

*สารละลายอิ่มตัว: เมื่อมีปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่ละลายได้ในอุณหภูมิที่กำหนด เรารู้ว่ามันมาถึงจุดนี้แล้วเมื่อเราเติมตัวถูกละลายมากขึ้นและไม่ละลายไม่ว่าเราจะผสมมากแค่ไหน ปริมาณส่วนเกินจะสิ้นสุดที่ด้านล่างของภาชนะและถูกเรียก ตะกอน, ตัวพื้นหรือร่างกายพื้นหลัง;

* สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด: เมื่อปริมาณตัวถูกละลายมากกว่าค่าสัมประสิทธิ์การละลายที่อุณหภูมิจำเพาะ ตัวอย่างเช่น สมมติว่าเรามีสารละลายอิ่มตัวที่มีปริมาณของพื้นที่อุณหภูมิห้องและ เราให้ความร้อน ผสม และละลายตะกอนเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การละลายที่อุณหภูมิสูงขึ้น เพิ่มขึ้น จากนั้นปล่อยให้สารละลายนี้พักจนกระทั่งกลับสู่อุณหภูมิเริ่มต้น หากยังคงพักอย่างสมบูรณ์ ปริมาณตัวถูกละลายส่วนเกินจะยังคงละลาย ดังนั้นเราจะมี have สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด กล่าวคือ สารละลายที่มีปริมาณตัวถูกละลายมากกว่าค่าสูงสุดที่เป็นไปได้ในนั้น อุณหภูมิ. แต่สารละลายประเภทนี้ไม่เสถียรอย่างยิ่ง และต้องใช้การรบกวนเท่านั้น เช่น การกวน เพื่อให้ปริมาณที่มากเกินไปตกตะกอนและสารละลายอิ่มตัว

ความสัมพันธ์ระหว่างตัวถูกละลายและตัวทำละลายนี้เรียกว่าความเข้มข้นและสามารถแสดงออกได้หลายวิธี สิ่งนี้อธิบายได้ดีกว่าในข้อความ "What is Concentration of Chemical Solutions?"

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี