Kimyada çözeltiler genellikle ikili çözeltilerdir, yani iki bileşenden oluşurlar. çözünen y el çözücüBunlardan biri çözülecek madde, diğeri ise çözücü faktördür.
Buna göre, bunlar iki türe ayrılabilir: değerli çözümler ve ampirik çözümlerİkinci kategoriye girenlerde ise içerdikleri çözücü ve çözünen madde miktarı niceliksel ve kesin olarak dikkate alınmaz.
Deneysel çözümlerde, çözünenler ve çözücüler genellikle görecelidir, çünkü miktarlarıyla basitçe değişebilirler; her iki elementin de aynı miktarda bulunduğu bir çözeltimiz varsa, her birine iki isimden biri verilebilir, ancak gelenek gereği çözeltide çözünen maddeye daha fazla miktarda çözünen madde adı verilir. daha büyük oranda.
Çözüm nedir?
Bu terimi tam olarak anlamak için ampirik çözümler Çözeltinin ne olduğunu bilmek gereklidir. Kimyada çözelti şu şekilde tanımlanır: homojen karışımBu çözeltiler genellikle 10 atomdan daha küçük parçacıklardan veya nispeten küçük moleküllerden oluşur. Bu çözeltiler genellikle iki ana maddeden oluşur: bağlanmamış ve çözücüler.
Homojen karışım, bileşenlerinin birbirine eşit olduğu karışımdır. eşit olarak dağıtılmış Mikroskobik düzeyde oldukları için fazlar çıplak gözle ayırt edilemez. Tipik örnekler arasında tuzlu su, gazlı içecekler veya soluduğumuz hava (çeşitli gazların karışımı) yer alır.
Çözünenler
Jardines de Viveros bağlanmamış Bunlar, çoğunlukla karışımlarda bulundukları için karışımlarda çözünen maddelerdir. en az miktar Çözücüye gelince, çözünen madde katı, sıvı veya gaz olabilir, yeter ki çözücü içinde homojen bir şekilde dağılabilsin. Çok yaygın bir örnek, şekerin suda çözünmesidir.
Çözücüler
Jardines de Viveros çözücüler Bunlar çözünen maddeyi çözen maddelerdir; bunlar şuralarda bulunur: daha büyük oranlar Daha önce bahsedilenden farklı olarak, çözücü, çözünen parçacıkların dağıldığı ortamı sağlar. Su, günlük hayatta en yaygın kullanılan çözücüdür ve şu şekilde bilinir: evrensel çözücü Çok çeşitli maddeleri çözme kapasitesinin yüksek olması nedeniyle.
Çözümler iki ana türe ayrılır: bunlardan birinde, Asıl miktar Bir karışımdaki çözücü ve çözünenin bileşenlerine ne ad verilir? değerli çözümler veya standart çözümler; ve ayrıca şunlar da var: ampirik çözümlerBunlar, resmi ölçüm yöntemleri izlenmediği için bu bileşenlerin miktarının doğru bir şekilde belirlenmesine olanak tanımayan yöntemlerdir.
Ampirik çözüm nedir?
W ampirik çözümler Bunlar, aşağıdaki özelliklere sahip karışımlardır: Asıl miktar Çözücü ve çözünenin nicel hesaplamalar veya laboratuvar aletleri yoluyla belirlenmesi. Bunlarda, ikisi arasındaki ilişki şu şekilde kurulur: nitel ve molarite, normalite veya yüzde gibi konsantrasyon birimlerine başvurmadan, deneyime veya kişisel yargıya dayanarak.
Deneysel bir çözümde, farklı birleşme durumları söz konusu olabilir: bunlar ayrı ayrı veya bir arada olabilirler. Sıvılardaki katılar, sıvılar içinde sıvılar, sıvılardaki gazlar y gazlardaki gazlarHacmi en büyük olan madde genellikle çözücü görevi görür ve daha az miktarda bulunan maddeyi çözer.
"Ampirik" kelimesi, bu çözümlerin bir ürün olduğu gerçeğine işaret eder. uygulama ve deneyim Onları hazırlayan kişinin. Ayrıca şu şekilde de bilinirler: nitel çözümlerÇünkü açıklamalar "az miktarda", "çok miktarda", "bir tutam" veya "bir kaşık dolusu" gibi ifadelerle yapılıyor ve kesin kütle, mol veya hacim belirtilmiyor.
Çözünme süresindeki değişiklikler, aşağıdakiler gibi faktörlere bağlı olacaktır: sıcaklıkiçinde presión ve çözünenin doğasıGaz halindeki çözeltilerde, bu faktörler büyük ölçüde gazın çözücü içinde çözünme yeteneğini belirler ve gaz halindeki çözünen madde miktarı önemli olduğunda çözeltinin viskozitesinin veya kalınlığının artmasına neden olabilir.
Günlük yaşamda deneysel çözümlerin yaygın olduğunu belirtmek önemlidir, örneğin: evler, restoranlar, barlar ve mutfaklarKimya konusunda özel bir eğitim veya ölçüm cihazı kullanımı gerektirmeden herkes bunları hazırlayabilir. Örneğin, meyve suyu, kokteyl veya latte hazırlamak genellikle deneysel süreçlerdir: kişisel zevke göre daha fazla veya daha az malzeme eklenir.
Çözücü ve çözünenin özelliklerine bağlı olarak beş farklı ampirik çözelti türü vardır; bunlar arasında şunlar yer alır: seyreltilmiş, konsantre, doymuş, doymamış ve aşırı doymuşBu sınıflandırma şunlara dayanmaktadır: çözünürlük Deneysel bağlamda kesin rakamlar kullanılmasa da, çözücüye eklenen çözünen madde miktarı da bu kapsamdadır.
Bir karışımda her iki madde de sıvı bileşen olarak bulunuyorsa, orijinal madde kimliklerini kaybederler ve yalnızca hangi maddenin aynı özelliklere sahip olduğuna bakılarak tanımlanabilirler. daha fazla miktar Karışımın içinde. Bu, kokteyllerin, yağ karışımlarının veya sıvı sosların hazırlanmasında çok yaygındır.
Ampirik çözümlerin özellikleri
Deneysel çözümlerin en önemli özelliklerinden bazıları şunlardır:
- Genellikle şu şekilde hazırlanırlar: gayri resmi ortamlar Araştırma laboratuvarları yerine evler, barlar, kafeler, yemekhaneler veya endüstriyel mutfaklar gibi yerlerde kullanılabilirler.
- Bunlar şu yollarla yapılabilir: herhangi biriKimya alanında özel bir eğitime veya hacimsel malzemelerin veya terazilerin kullanımında deneyime gerek kalmadan.
- Bunlar, aşağıdaki gibi pratik ihtiyaçları karşılamak üzere üretilmiştir: yiyecek, tat, doku veya görünüm Hassas analitik veya endüstriyel amaçlardan ziyade, yiyecek ve içecekler için.
- Hakimdir kişisel zevkKişisel değerlendirme ve deneyime bağlı olarak: istenen tat, renk, koku veya kıvama göre daha fazla veya daha az çözücü eklenir.
- Herhangi bir tartım yöntemi izlenmiyor veya uygulanmıyor. stokiyometrik hesaplamalarAyrıca, hazırlanmasında pH metre veya büret gibi aletsel ekipmanlar kullanılmaz.
- Genellikle kullanılmazlar. hacimsel malzemeler Kalibre edilmiş kaplar yerine kaşıklar, bardaklar, sürahiler, fincanlar, parmaklarla alınan "tutamlar" veya herhangi bir günlük kap kullanılır.
- Rutin ve araştırma laboratuvarlarında kullanımı şöyledir: seyrekÇünkü orada, tekrarlanabilir sonuçlar elde etmek için bilinen konsantrasyonlara sahip standartlaştırılmış çözümler gereklidir.
- En yaygın ampirik çözümler genellikle şunlardır: Sıvılarda çözünmüş katı çözücüler (suya şeker koymak gibi) veya karışımlar sıvı-sıvı (Örneğin, bir kokteyldeki farklı alkollü içecekler).
Ampirik çözüm türleri
Bu türler aşağıdakilere göre sınıflandırılır: maddelerin direnci çözmek ve her şeyden önce, çözünen madde miktarı Karışımın içinde var olan unsurlar, her zaman niteliksel bir bakış açısıyla ele alınır. Başlıca kategoriler arasında şunlar sayılabilir.
Çözeltileri seyreltin
Bunlar, çözücü miktarlarının olduğu türlerdir. gölgede bırakmak Çözünen maddeye oranla daha az miktarda oldukları için, çözünen maddenin oranı nispeten küçüktür. Bunlar ayrıca şu şekilde de bilinirler: zayıf çözümlerBunun nedeni çözünen maddenin miktarının az olmasıdır. Buna örnek olarak, yüksek veya sıcak kahveye bir kaşık şeker eklediğinizde, çözücü miktarı sayesinde şekerin son derece hızlı bir şekilde çözünmesini gösterebiliriz.
Ampirik yaklaşımda, seyreltik bir çözelti şu gibi özelliklerle tanımlanır: Pürüzsüz lezzet, soluk renk o düşük görünür yoğunlukÖrneğin, çok az meyve konsantresi ve çok suyla hazırlanan bir meyve suyu, hafif ve çok tatlı olmayan bir içecek olarak algılanır.
Konsantre çözümler
Bunlar belirli miktarda çözünmüş madde içerenlerdir. büyük Karışımdaki çözücü miktarına kıyasla, ya da şu şekilde de yorumlanabilir: maksimum miktar Hazırlayan kişi tarafından uygun görülen miktarda çözücüde çözünen maddeye verilen isimdir. Buna örnek olarak, yarım litre suya 10 gram tuz konması veya limonataya çok tatlı olana kadar büyük miktarda şeker eklenmesi verilebilir.
Şunu belirtmek gerekir ki, böyle bir şey yoktur. kesin sınır Deneysel bir bağlamda, seyreltik ve konsantre çözeltiler arasındaki ayrım, tat, renk, viskozite veya algılanan yoğunluk gibi niteliksel kriterlere göre yapılır. Bir kişi bir içeceği konsantre olarak değerlendirirken, bir başkası onu kabul edilebilir derecede tatlı bulabilir.
Doymamış çözümler
Bunlar, şu özelliklere sahip olmalarıyla karakterize edilirler: daha düşük miktarda çözünen madde Çözücünün belirli sıcaklık ve basınç koşulları altında çözebileceği maksimum miktara kadar. Başka bir deyişle, hala çözmek mümkündür. daha fazla çözücü Çökelti oluşmadan. Deneysel olarak, bunlar, daha fazla çözünen madde eklendiğinde sorunsuz bir şekilde çözünmeye devam eden çözeltilerdir. Bir örnek, 2 litre suya 30 gram tuz eklemek olabilir.
Doymuş çözümler
Bunlar, doymamış yağların tam tersidir, çünkü sahip oldukları özellikler sayesinde maksimum çözünen miktarı Çözeltinin belirli basınç ve sıcaklık koşulları altında tutabileceği doygunluk seviyesi. Bir çözelti doygun hale geldiğinde, çözünen madde Artık çözünmüyor.Çözünmüş madde ile çözünmemiş madde arasında dinamik bir denge oluşturulur. Deneysel uygulamada, karışım ne kadar karıştırılırsa karıştırılsın, çözünen maddenin bir kısmının kabın dibinde kaldığı gözlemlenmiştir.
Aşırı doymuş çözümler
Bunlar hatta şunları içeriyor: daha fazla miktarda çözünen madde Aynı koşullar altında doymuş çözeltilere göre daha fazla sıvı içerirler. Genellikle bu durum, sıvı yoğunluğunun artırılmasıyla elde edilir. sıcaklık Çözücü miktarı artırılarak normalden daha fazla çözünen madde çözülür ve ardından karışım bozulmadan soğutulur. Fazla çözünen maddenin çözünmüş halde kalmasının tek yolu bu koşulları korumaktır; karışım soğutulursa veya değişikliklere maruz kalırsa, çözünen maddenin büyük bir kısmı orijinal haline geri dönebilir ve kristalleşebilir.
Aşırı doymuş çözeltiler kararsız En ufak bir şok veya ani harekete maruz kaldıklarında ya da çözünen bir kristalin eklenmesiyle hızla doymuş çözeltiler haline gelirler ve fazla çözünen madde çökelir. Bu olgu, laboratuvar deneylerinde ve şekerleme ve kristalize tatlıların üretiminde oldukça açıklayıcıdır.
Çözüm özellikleri
Çözeltilerin birçok özelliği vardır, ancak en önemlilerinden biri şudur: çözünürlükÇözünürlük, belirli bir sıcaklıkta, denge sağlanana kadar bir çözücüde çözünebilen madde miktarıdır. Her bileşiğin, kimyasal yapısı ve çözücünün yapısı gibi faktörlere bağlı olarak kendine özgü bir çözünürlük seviyesi vardır.
Çözeltiler bağlamında, hem çözücü hem de çözünen maddeyle ilişkili başka özellikler de vardır. Çözünen maddenin özelliklerinden bazıları şunlardır: elektrik iletkenliği (Elektrolitler söz konusu olduğunda), buhar basıncı ve çözeltinin donma veya kaynama noktası üzerindeki etkisi. Çözücü için ise, aşağıdaki gibi özellikler önemlidir: Kaynama noktası, erime noktası ve dielektrik sabiti.
Mikroskobik düzeyde, homojen bir çözeltinin oluşması için belirli bir miktarda madde bulunması gerekir. moleküller arasındaki çekim Çözücü ve çözünen maddelerin etkileşimi, çözünen molekülleri arasındaki çekim kuvvetlerini aşar. Bu durum, çözünen parçacıklarının dağılmasına ve dolayısıyla çözücü parçacıklarıyla bağlanarak homojen bir sistem oluşturmasına neden olur.
Bunun klasik bir örneği su ve şekerdir. Bir bardak suya bir kaşık şeker koyduğunuzda, su moleküllerinin yeterince güçlü olması nedeniyle şeker çözünür... şeker molekülleriyle etkileşime girmekŞekerin kristal yapısını parçalayarak her bir çözünmüş parçacığı çevreler. Sonuç olarak, şeker kristallerinin çıplak gözle artık görülemediği homojen bir sıvı elde edilir.
Birçok deneysel çözeltinin hazırlanma şekli (karıştırma, ısıtma, çözünen maddenin öğütülmesi) de sonuçları etkiler. çözünme hızıKatı haldeki bir çözeltiyi ince parçacıklara öğütmek veya çözücünün sıcaklığını artırmak, miktarların nicel kaydı tutulmasa bile genellikle süreci hızlandırır.
Deneysel çözümler nasıl hazırlanır?
Deneysel çözümlerin hazırlanmasında aşağıdakiler geçerlidir: kişisel zevkler ve pratik gereksinimlerÇözücü ve çözünen madde miktarı, kesin tartımlar veya hassas hacim ölçümleri kullanılmadan, karışımı hazırlayan kişinin takdirine bağlıdır.
Bu tür çözümlerde, resmi ölçü birimleri şunlardır: var olmayanGram veya mililitre yerine, "bir çay kaşığı tuz", "bir damla süt", "bir tutam şeker" veya "iki parmak ucu kadar içki" gibi ifadeler kullanılır; bunlar, konsantrasyonu tam kütle veya mol sayısı cinsinden ifade etmedikleri için açıkça deneyseldir.
Deneysel çözümler hazırlamak için kullanılan malzemeler de benzer şekilde gayriresmî niteliktedir: kaşıklar, bardaklar, kadehler, sürahiler, avuç dolusu veya incecik parçalar Bunlar parmakla ölçülür. Bu kaplarda kalibre edilmiş bir hacim göstergesi bulunmadığından, iki kişi aynı görünür "ölçüyü" kullansa bile farklı karışımlar hazırlayabilir.
Bu kesinlik eksikliğine rağmen, birçok insan dikkat çekici başarılara imza atıyor. deneysel tekrarlanabilirlik Pratik sayesinde: Örneğin, yalnızca duyusal deneyime dayanarak, aynı tür kahveyi veya aynı kokteyli birçok kez çok benzer bir tatla hazırlayabiliyorlar.
Deneysel çözümlerin günlük hayattan örnekleri
Deneysel çözümler günlük yaşamda sürekli olarak karşımıza çıkar. Aşağıda sunulanların dışında, bazı ek örnekler şunlardır:
- Kokteyl hazırlığıİçki ve diğer malzemelerin miktarları belirtilmiş olsa da, pratikte bunlar genellikle içeceği hazırlayan kişinin veya içen kişinin zevkine göre değişiklik gösterir.
- Pasta ve hamur işi yapımıYumurta, un, süt, şeker ve yağı, istenilen kıvama ulaşmak için genellikle anlık olarak ayarlanan miktarlarda karıştırın.
- Soslar ve güveçlerTuz, baharat, et suyu veya su miktarı, tartmaya veya kesin ölçümlere gerek kalmadan, istenen lezzete göre ayarlanır.
- Meyve suları ve smoothielerDaha koyu, daha açık, daha tatlı veya daha asidik bir kıvam elde etmek için meyve püresi, su, süt veya buz oranları değiştirilir.
- İnfüzyonlar ve çaylarSıcak suya "bir kaşık" veya "bir avuç" ot ekleyin, ancak bu miktar kişiden kişiye değişir.
Deneysel çözümlerin belirlenmesine yardımcı olan 8 örnek
- Bir hazırlık yaparken café con lecheKahve, katı bir madde olduğundan (ister bütün çekirdek ister öğütülmüş ve daha sonra özütlenmiş olsun), çözünen madde; süt ise sıvı bir madde olduğundan çözücü madde olarak kabul edilir. Eklenen süt veya kahve miktarına bağlı olarak, karışım daha açık veya daha koyu olur; ancak tam oran ölçülmez.
- Çikolata ve suÇikolata (toz veya eritilmiş) çözünen madde, su ise çözücüdür. Lezzetin yoğunluğu, ne kadar çikolatanın çözündüğüne bağlıdır; bu, deneysel bir çözümün açık bir örneğidir.
- Bir çözeltiye maruz bırakıldığında su ve havaSis veya pus şu şekilde elde edilir: Havada dağılmış küçük su damlacıkları, gazın dağıtım ortamı görevi gördüğü bir sistem oluşturur.
- Boya ve tinerYağlı boyanın kullanımını kolaylaştırmak için, bu amaçla kullanılan çözücü olan tiner ile inceltilmesi gerekir. Eklenen tiner miktarı istenen kıvama bağlıdır; kesin bir ölçü yoktur.
- sabunlu suBu çözeltide su çözücü, sabun ise çözünendir. Eklenen sabun miktarına bağlı olarak, bu aynı zamanda doymamış veya konsantre bir çözelti örneği olarak da kullanılabilir.
- Su ile kahveSu ile filtre kahve veya hazır kahve hazırlanırken, suyun çözücü görevi gördüğü ve kahve miktarının damak zevkine göre ayarlandığı deneysel bir çözüm daha ortaya çıkar.
- Şekerli suŞeker, çözülmesi gereken maddedir ve su ise çözücüdür. Karışımın tatlılığı, deneysel olarak eklenen miktara bağlıdır.
- Yapay meyve suları içeren suBu içecekler, bir çeşit aromalı şeker görevi gören susuzlaştırılmış ürünlerdir. Önceki örnekte olduğu gibi, istenen lezzeti elde etmek için toz miktarını "göz kararı" ayarlayarak kullanılırlar.
Bu örneklerin tamamı, günlük hayatta kesin rakamlar veya konsantrasyonlarla ilgilenilmeyen, ancak çözünürlük, tat, renk ve kıvam gibi özelliklerin sezgisel olarak kullanıldığı deneysel çözümlerin sürekli olarak nasıl hazırlandığını göstermektedir.