CHARAKTERYSTYKA
ROZTWORÓW
Roztwory są to układy wieloskładnikowe. Każdy
roztwór składa się z rozpuszczalnika, czyli fazy
rozpraszającej, oraz przynajmniej jednej substancji
rozpuszczonej, czyli fazy rozproszonej.
Roztwory to mieszaniny optycznie jednorodne.
Przykładowe roztwory to:
• ocet: mieszanina kwasu octowego i wody;
• mleko: mieszanina różnych substancji (cukry,
tłuszcze, białka i sole mineralne).
PODZIAŁ ROZTWORÓW
Podział roztworów ze względu na stan
skupienia.
Roztwor
y
gazowe
(np.
powietrze)
stałe
(np. szkło, stopy
metali)
ciekłe
(np. ocet,
mleko)
Podział roztworów ze względu na wielkość
cząsteczek fazy rozproszonej.
właściwe
(rzeczywiste)
średnica
cząsteczek fazy
rozproszonej nie
przekracza 1
nm
układy koloidalne
(zole)
średnica cząsteczek
fazy rozproszonej
waha się od 1 do
100 nm
Te dwa wyżej wymienione rodzaje roztworów łatwo
można odróżnić dzięki tzw. efektowi Tyndalla. Efekt ten
polega na rozpraszaniu światła na dużych cząsteczkach
koloidów. Przepuszczając wiązkę światła przez roztwór
rzeczywisty, nie obserwujemy żadnego efektu, a w
roztworze koloidalnym pojawia się charakterystyczna
smuga.
PRZYKŁADY ROZTWORÓW Z ŻYCIA
CODZIENNEGO
Przykład
roztworu
Stan
skupienia
Rodzaj
roztworu
powietrze
(odpylone)
gazowy
właściwy
roztwór
cukru
ciekły
właściwy
mosiądz
stały
właściwy
mleko
ciekły
koloidalny
roztwór
białka
ciekły
koloidalny
Opisując roztwory warto wiedzieć o:
- zawiesinach, które również są układami
wieloskładnikowymi, ale cząsteczki fazy
rozproszonej zawiesin mają dużą masę oraz duże
rozmiary – ich średnica jest większa od 100 nm.
Ze względu na większą masę cząsteczkową
zawieszone w rozpuszczalniku powoli opadają na
dno naczynia, tworząc osad.
Są to więc układy nietrwałe, a zatem zawiesin nie
zaliczamy do roztworów.
Rozpuszczanie jest to proces mieszania się
przynajmniej dwóch substancji, w wyniku którego
powstaje roztwór.
Większość substancji charakteryzuje się
ograniczoną rozpuszczalnością w danym
rozpuszczalniku, a zatem w określonej ilości
rozpuszczalnika i w określonej temperaturze
możemy z reguły rozpuścić ściśle określoną ilość
substancji (tylko nieliczne substancje rozpuszczają
się i wzajemnie mieszają w dowolnym stosunku).
Otrzymujemy wówczas tzw. roztwory nasycone.
Do przygotowania roztworów nasyconych
wykorzystuje się pojęcie zwane rozpuszczalnością.
Rozpuszczalność jest to stężenie roztworu
nasyconego, które wyraża się najczęściej jako
liczbę gramów substancji, którą można rozpuścić w
100 g rozpuszczalnika w danej temperaturze.
Rozpuszczalność danej substancji wyraża się w formie
odpowiednich wykresów lub w formie wartości liczbowych
zestawionych w tabelach.
Badanie wpływu temperatury na rozpuszczalność
ciał stałych w wodzie.
Jeżeli do probówki z roztworem jodku potasu
dodamy trzy krople roztworu azotanu (V)
ołowiu(II) to wytrąci się żółty osad trudno
rozpuszczalnej soli PbI
2.
Jeżeli probówkę
podgrzejemy to osad się rozpuści.
Badanie wpływu temperatury na rozpuszczalność
gazów w cieczach.
Jeżeli będziemy ogrzewać wodę wodociągową to na
ściankach zlewki pojawią się pęcherzyki gazów.
Po wykonaniu doświadczeń można stwierdzić, że:
• rozpuszczalność ciał stałych w cieczach na ogół
wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, a gazów
maleje.
• ciecze zachowują się podobnie jak ciała stałe,
tzn. ich rozpuszczalność na ogół wzrasta wraz z
temperaturą.
Na rozpuszczalność gazów w cieczach istotny
wpływ ma również ciśnienie ( doskonale znany
efekt występuje po odkręceniu butelki z
gazowaną wodą mineralną).
Krystalizacja jest to proces polegający na
powstawaniu kryształów, czyli przechodzeniu
substancji rozpuszczonej (fazy rozproszonej) w fazę
stałą.
Jeżeli probówkę zawierającą ciepły roztwór PbI
2
z
poprzedniego doświadczenia umieścimy pod
strumieniem zimnej wody wytrąci się osad PbI
2
,
nastąpi krystalizacja.
Proces rozpuszczania jest procesem fizycznym,
po odparowaniu rozpuszczalnika uzyskujemy tę
samą substancję, którą uprzednio rozpuściliśmy.
Proces roztwarzania jest procesem
chemicznym. Po wrzuceniu np.. Magnezu do
roztworu kwasu solnego pozornie obserwujemy
rozpuszczanie magnezu, ale po zakończeniu tego
procesu i odparowaniu rozpuszczalnika nie
uzyskamy magnezu lecz sól MgCl2, która powstała
w wyniku reakcji.