CHEMISCHE LÖSUNGEN: TYPEN, HERSTELLUNG UND BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Die chemischen Lösungen sind in der Chemie als homogene Gemische bekannt. Sie sind stabile Gemische aus zwei oder mehr Substanzen, in denen sich eine Substanz (als gelöster Stoff bezeichnet) in einer anderen (als Lösungsmittel bezeichnet) löst. Die Lösungen nehmen die Lösungsmittelphase in der Mischung an und können in festen, flüssigen und gasförmigen Phasen vorliegen.

In der Natur gibt es zwei Arten von Gemischen: heterogene Gemische und homogene Gemische. Heterogene Gemische sind solche, bei denen es keine Einheitlichkeit in ihrer Zusammensetzung gibt und die Anteile ihrer Komponenten über Proben von ihnen variieren.

Andererseits sind homogene Gemische (chemische Lösungen) Gemische von Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen - zusätzlich zu möglichen Verbindungen zwischen Komponenten, die sich in verschiedenen Phasen befinden -, deren Komponenten durch ihren Gehalt zu gleichen Anteilen aufgeteilt sind.

Mischsysteme neigen dazu, Homogenität zu suchen, beispielsweise wenn dem Wasser ein Farbstoff zugesetzt wird. Diese Mischung beginnt heterogen, aber mit der Zeit diffundiert die erste Verbindung durch die Flüssigkeit, wodurch dieses System zu einer homogenen Mischung wird.

Lösungen und ihre Komponenten werden in alltäglichen Situationen und auf Ebenen von industriell bis labortechnisch gesehen. Sie sind aufgrund ihrer Eigenschaften und der zwischen ihnen auftretenden Kräfte und Anziehungskräfte Untersuchungsgegenstände.

Typen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Lösungen aufgrund ihrer vielfältigen Eigenschaften und ihrer möglichen physikalischen Zustände zu klassifizieren. Aus diesem Grund müssen Sie wissen, worauf die Unterschiede zwischen den Lösungstypen beruhen, bevor Sie sie in Kategorien unterteilen.

Eine Möglichkeit, die Lösungsarten zu trennen, besteht in der Konzentration, die auch als Sättigung der Lösung bezeichnet wird.

Lösungen haben eine Qualität, die als Löslichkeit bezeichnet wird. Dies ist die maximale Menge an gelöstem Stoff, die in einer bestimmten Menge an Lösungsmittel gelöst werden kann.

Es gibt eine Klassifizierung von Lösungen nach Konzentration, die sie in empirische Lösungen und titrierte Lösungen unterteilt.

Empirische Lösungen

Diese Klassifizierung, bei der die Lösungen auch als qualitative Lösungen bezeichnet werden, berücksichtigt nicht die spezifische Menge an gelöstem Stoff und Lösungsmitteln in der Lösung, sondern deren Anteil. Hierzu werden die Lösungen in verdünnte, konzentrierte, ungesättigte, gesättigte und übersättigte getrennt.

- Verdünnte Lösungen sind solche, bei denen die Menge an gelöstem Stoff in der Mischung im Vergleich zum Gesamtvolumen der Mischung auf einem Mindestniveau liegt.

- Ungesättigte Lösungen sind solche, die für die Temperatur und den Druck, bei der sie gefunden werden, nicht die maximal mögliche Menge an gelöstem Stoff erreichen.

- Konzentrierte Lösungen enthalten erhebliche Mengen an gelöstem Stoff für das gebildete Volumen.

- Gesättigte Lösungen sind solche, die bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck die größtmögliche Menge an gelöstem Stoff aufweisen. In diesen Lösungen weisen der gelöste Stoff und das Lösungsmittel einen Gleichgewichtszustand auf.

- Übersättigte Lösungen sind gesättigte Lösungen, die erhitzt wurden, um die Löslichkeit zu erhöhen und mehr gelösten Stoff zu lösen. Eine "stabile" Lösung mit überschüssigem gelöstem Stoff wird dann erzeugt. Diese Stabilität tritt nur auf, bis die Temperatur wieder abfällt oder sich der Druck drastisch ändert, eine Situation, in der der gelöste Stoff im Überschuss ausfällt.

Wertvolle Lösungen

Die titrierten Lösungen sind solche, bei denen die numerischen Mengen an gelösten Stoffen und Lösungsmitteln gemessen werden, wobei die prozentualen, molaren, molaren und normal titrierten Lösungen mit jeweils einer Reihe von Maßeinheiten beobachtet werden.

- Die Prozentwerte beziehen sich auf den prozentualen Anteil von Gramm oder Millilitern gelösten Stoffs in einhundert Gramm oder Millilitern Gesamtlösung.

- Molkonzentrationen (oder Molarität) geben die Anzahl der Mol gelösten Stoffs pro Liter Lösung an.

- Die in der modernen Chemie wenig verwendete Molalität ist die Einheit, die die Molzahl eines gelösten Stoffes geteilt durch die Gesamtmasse des Lösungsmittels in Kilogramm ausdrückt.

- Normalität ist das Maß, das die Anzahl der gelösten Äquivalente zwischen dem Gesamtvolumen der Lösung in Litern ausdrückt, wobei die Äquivalente H ⁺ -Ionen für Säuren oder OH ^- für Basen darstellen können.

Entsprechend dem Aggregatzustand

Lösungen können auch nach dem Zustand klassifiziert werden, in dem sie gefunden werden, und dies hängt hauptsächlich von der Phase ab, in der sich das Lösungsmittel befindet (die Komponente, die in der größten Menge in der Mischung vorhanden ist).

- Gasförmige Lösungen sind seltener Natur und werden in der Literatur eher als Gasgemische als als Lösungen eingestuft. Sie treten unter bestimmten Bedingungen und mit geringer Wechselwirkung zwischen ihren Molekülen auf, wie im Fall von Luft.

- Flüssigkeiten haben in der Welt der Lösungen ein breites Spektrum und machen den größten Teil dieser homogenen Gemische aus. Flüssigkeiten können Gase, Feststoffe und andere Flüssigkeiten leicht lösen und sind in allen Arten von Alltagssituationen natürlich und synthetisch zu finden.

Es gibt auch flüssige Gemische, die häufig mit Lösungen wie Emulsionen, Kolloiden und Suspensionen verwechselt werden, die eher heterogen als homogen sind.

- Gase in Flüssigkeiten werden hauptsächlich in Situationen wie Sauerstoff in Wasser und Kohlendioxid in kohlensäurehaltigen Getränken beobachtet.

- Flüssig-Flüssig-Lösungen können als polare Komponenten dargestellt werden, die sich frei in Wasser lösen (wie Ethanol, Essigsäure und Aceton) oder wenn sich eine unpolare Flüssigkeit in einer anderen mit ähnlichen Eigenschaften löst.

- Schließlich weisen Feststoffe einen breiten Löslichkeitsbereich in Flüssigkeiten auf, wie z. B. Salze in Wasser und Wachse in Kohlenwasserstoffen. Feste Lösungen werden aus einem Festphasenlösungsmittel gebildet und können als Mittel zum Auflösen von Gasen, Flüssigkeiten und anderen Feststoffen angesehen werden.

Gase können in Feststoffen wie Wasserstoff in Magnesiumhydrid gespeichert werden; Flüssigkeiten in Feststoffen können als Wasser in Zucker (ein feuchter Feststoff) oder als Quecksilber in Gold (ein Amalgam) gefunden werden; und Fest-Fest-Lösungen werden als Legierungen und Verbundfeststoffe dargestellt, wie beispielsweise Polymere mit Additiven.

Vorbereitung

Das erste, was bei der Herstellung einer Lösung bekannt sein muss, ist die Art der zu formulierenden Lösung; Das heißt, Sie müssen wissen, ob Sie eine Verdünnung vornehmen oder eine Lösung aus der Mischung von zwei oder mehr Substanzen herstellen möchten.

Eine andere Sache zu wissen ist, welche Werte für Konzentration und Volumen oder Masse bekannt sind, abhängig vom Aggregatzustand des gelösten Stoffes.

Standardlösungen vorbereiten

Stellen Sie vor Beginn der Vorbereitung sicher, dass die Messinstrumente (Waage, Zylinder, Pipetten, Büretten usw.) kalibriert sind.

Als nächstes wird mit der Messung der Menge an gelöstem Stoff in Masse oder Volumen begonnen, wobei sehr darauf geachtet wird, keine Menge zu verschütten oder zu verschwenden, da dies die Endkonzentration der Lösung beeinflussen würde. Dies muss in den zu verwendenden Kolben eingeführt werden, um sich jetzt auf die nächste Stufe vorzubereiten.

Anschließend wird das zu verwendende Lösungsmittel zu diesem gelösten Stoff gegeben, wobei sichergestellt wird, dass der Inhalt des Kolbens die Kapazität desselben erreicht.

Dieser Kolben wird verschlossen und geschüttelt, wobei darauf zu achten ist, dass er umgedreht wird, um ein effektives Mischen und Auflösen zu gewährleisten. Auf diese Weise wird die Lösung erhalten, die in zukünftigen Experimenten verwendet werden kann.

Zur Herstellung einer Verdünnung bekannter Konzentration

Um eine Lösung zu verdünnen und ihre Konzentration zu senken, wird in einem als Verdünnung bezeichneten Verfahren mehr Lösungsmittel zugesetzt.

Durch die Gleichung M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ , wobei M die molare Konzentration und V das Gesamtvolumen (vor und nach der Verdünnung) symbolisiert, kann die neue Konzentration nach Verdünnung einer Konzentration oder des erforderlichen Volumens berechnet werden um die gewünschte Konzentration zu erreichen.

Bei der Herstellung von Verdünnungen wird die Stammlösung immer in einen neuen, größeren Kolben gegeben und mit Lösungsmittel versetzt, wobei darauf zu achten ist, dass die Messlinie erreicht wird, um das gewünschte Volumen zu gewährleisten.

Wenn der Prozess exotherm ist und daher Sicherheitsrisiken birgt, ist es am besten, den Prozess umzukehren und die konzentrierte Lösung zum Lösungsmittel zu geben, um ein Verspritzen zu vermeiden.

Beispiele

Wie oben erwähnt, treten Lösungen in unterschiedlichen Aggregatzuständen auf, abhängig von dem Zustand, in dem sich ihr gelöster Stoff und ihr Lösungsmittel befinden. Beispiele für diese Gemische sind nachstehend aufgeführt:

- Hexan in Paraffinwachs ist ein Beispiel für eine flüssig-feste Lösung.

- Wasserstoff in Palladium ist eine Gas-Feststofflösung.

- Ethanol in Wasser ist eine Flüssig-Flüssig-Lösung.

- Kochsalz in Wasser ist eine Fest-Flüssig-Lösung.

- Stahl, bestehend aus Kohlenstoffatomen in einer kristallinen Matrix aus Eisenatomen, ist ein Beispiel für eine Fest-Fest-Lösung.

- Kohlensäurehaltiges Wasser ist eine Gas-Flüssigkeits-Lösung.

Verweise

1. Wikipedia. (sf). Lösung. Abgerufen von en.wikipedia.org
2. TutorVista. (sf). Arten von Lösungen. Abgerufen von chemie.tutorvista.com
3. cK-12. (sf). Flüssig-Flüssig-Lösung. Von ck12.org abgerufen
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