Λύσεις

Ένα διάλυμα είναι ένα μείγμα δύο ή περισσότερων ουσιών, που συνήθως ονομάζονται διαλύτης και διαλυμένη ουσία, σε ένα υγρό, μαζί με τυχόν παρούσες ακαθαρσίες. Δεν είναι απαραίτητα ομοιόμορφο και μπορεί να ποικίλλει σε συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας, ανάλογα με το πόσο λεπτό είναι διασκορπισμένο. Ένα διάλυμα μπορεί επίσης να περιγραφεί ως ένα ομοιογενές μείγμα δύο ή περισσότερων ουσιών στο οποίο κάθε συστατικό υπάρχει σε σχετικά σταθερή συγκέντρωση. Τα διαλύματα μπορούν να παρασκευαστούν χρησιμοποιώντας πολλές διαφορετικές μεθόδους όπως απόσταξη, καθίζηση και κρυστάλλωση. Χρησιμοποιούνται επίσης συχνά στη χημεία για την αραίωση μιγμάτων, το διαχωρισμό μειγμάτων και αντιδράσεων και τη μελέτη χημικών αντιδράσεων.

Τα χαρακτηριστικά μιας λύσης

Τα χημικά διαλύματα χρησιμοποιούνται στον βιομηχανικό τομέα και την οικιακή χρήση. Διατίθενται σε διάφορες μορφές, όπως υγρά, σκόνες ή κόκκοι και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διάφορους σκοπούς, όπως καθαρισμό, μαγείρεμα και πολλούς άλλους.

Τα χημικά διαλύματα είναι διαλύματα που περιέχουν χημικές ουσίες. Μπορούν να είναι είτε στερεά είτε υγρά. Αυτά τα διαλύματα αποτελούνται κυρίως από έναν διαλύτη και ένα αντιδραστήριο. Ο διαλύτης είναι συνήθως νερό και το αντιδρών είναι συνήθως ένα οξύ ή βάση που αντιδρά με το νερό για να σχηματίσει ένα διάλυμα.

Οι ιδιότητες ενός χημικού διαλύματος είναι οι εξής:

• Ένα ομοιογενές μείγμα αποτελεί διάλυμα.
• Μία φάση συνθέτει ένα διάλυμα (π.χ. στερεό, υγρό, αέριο).
• Τα σωματίδια ενός διαλύματος είναι αόρατα με γυμνό μάτι.
• Το απλό μηχανικό φιλτράρισμα δεν μπορεί να διαχωρίσει τα συστατικά ενός διαλύματος.

Οι βασικές αρχές ενός μείγματος 

Ένα χημικό μείγμα είναι μια ουσία που παράγεται από δύο ή περισσότερες ουσίες που συνήθως δεν βρίσκονται μαζί. Μπορεί να είναι υγρό, στερεό ή αέριο και υπάρχει ως διάλυμα, εναιώρημα, γαλάκτωμα ή διασπορά.

Τα διαλύματα είναι μείγματα με την ίδια χημική σύσταση και συγκεντρώσεις όλων των ουσιών. Τα εναιωρήματα είναι μείγματα με διαφορετικά μεγέθη σωματιδίων αλλά παρόμοιες συγκεντρώσεις όλων των ουσιών σε αυτά. Τα γαλακτώματα είναι μείγματα με διαφορετικές συνθέσεις αλλά παρόμοιες συγκεντρώσεις όλων των ουσιών. Αυτές οι πληροφορίες είναι κρίσιμες για τις σημειώσεις του υλικού μελέτης σας σχετικά με τις Λύσεις.

Παραδείγματα χημικών διαλυμάτων

Ένα διάλυμα μπορεί να παρασκευαστεί από οποιαδήποτε δύο συστατικά συνδυασμένα ομοιόμορφα. Ακόμη και όταν συστατικά από διακριτές φάσεις σχηματίζουν ένα διάλυμα, το τελικό προϊόν είναι πάντα μία μόνο φάση.

• Ορείχαλκος – στερεό διάλυμα.
• Υδατικό υδροχλωρικό οξύ – υγρό διάλυμα (HCl σε νερό).
• Διάλυμα αέρα – αερίου.

Τα χημικά διαλύματα είναι διαλύματα που περιέχουν χημικές ουσίες. Μπορούν να είναι σε υγρή ή στερεή μορφή και μπορεί να είναι αέρια ή στερεά.

Παραδείγματα χημικών διαλυμάτων είναι:

• Αέριο-αέριο – Οξυγόνο στο άζωτο 
• Αέριο-υγρό – Διοξείδιο του άνθρακα στη σόδα
• Αέριο-στερεό – Αέριο υδρογόνο σε μέταλλο παλλάδιο
• Υγρό-υγρό – Αλκοόλ σε νερό 
• Στερεό-υγρό – Αλάτι σε νερό
• Υγρό-στερεό – Οδοντικό αμάλγαμα υδραργύρου
• Στερεό-στερεό – Κράμα ορείχαλκου

Πώς σχηματίζονται τα χημικά διαλύματα;

Τα διαλύματα σχηματίζονται όταν μια χημική αντίδραση είναι η κινητήρια δύναμη. Αυτή η διαδικασία μπορεί να είναι αντίδραση ενός ή πολλαπλών σταδίων.

Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να σχηματιστούν διαλύματα, συμπεριλαμβανομένης της καθίζησης, της εξάτμισης και της κρυστάλλωσης. Ο πιο συνηθισμένος τρόπος είναι η εξάτμιση και η κατακρήμνιση. Διαλύματα μπορούν επίσης να σχηματιστούν σε υγρό διάλυμα προσθέτοντας διαλυμένες ουσίες στο υγρό διάλυμα.

Τα χημικά διαλύματα σχηματίζονται μέσω διαφορετικών τύπων αντιδράσεων που περιλαμβάνουν μόρια διαφορετικών τύπων και μεγεθών. Αυτές οι αντιδράσεις συνήθως συμβαίνουν σε υψηλές θερμοκρασίες ή υπό πίεση, γεγονός που προκαλεί τα μόρια να αντιδρούν και να σχηματίζουν νέες ενώσεις που μπορεί να μην υπάρχουν στη φύση. Φροντίστε να το κατανοήσετε αυτό, καθώς θα είναι σημαντικό για τις σημειώσεις του υλικού μελέτης σας σχετικά με τις Λύσεις.

Διαφορετικοί τύποι χημικών διαλυμάτων 

Τα χημικά διαλύματα κατηγοριοποιούνται σε πολλαπλούς τύπους ανάλογα με τις αντίστοιχες ενώσεις και τα χαρακτηριστικά τους.

Ακολουθεί μια λίστα διαφορετικών τύπων για το υλικό μελέτης Λύσεων: 

• Υδατικά διαλύματα

Στα Υδατικά Διαλύματα, ο διαλύτης είναι το νερό. Σε αυτόν τον τύπο διαλύματος, δεν υπάρχει αντίδραση μεταξύ του διαλύτη και της διαλυμένης ουσίας. Τα μόρια της διαλυμένης ουσίας δεν ιονίζονται σε Υδατικά Διαλύματα.

• Οργανικές λύσεις

Στα Οργανικά Διαλύματα, από την άλλη πλευρά, το νερό αντικαθίσταται από έναν οργανικό διαλύτη όπως η αιθανόλη ή η ακετόνη. Τα μόρια της διαλυμένης ουσίας ιονίζονται σε Οργανικά Διαλύματα.

• Ανόργανες λύσεις

Στους Ανόργανους Διαλύτες όπως ο αιθέρας ή το χλωροφόρμιο, το νερό αντικαθίσταται από έναν ανόργανο διαλύτη όπως ο αιθέρας ή το χλωροφόρμιο, αντίστοιχα.

• Μη Υδατικό Διάλυμα

Τα μη υδατικά διαλύματα είναι ένας τύπος διαλύματος που δεν βασίζεται στο νερό. Τα μη υδατικά διαλύματα χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό, αλλά έγιναν κοινά μόλις την τελευταία δεκαετία. Η φαινολοφθαλεΐνη σε βενζόλιο, το θείο σε δισουλφίδιο του άνθρακα και άλλα παρόμοια διαλύματα είναι παραδείγματα αυτού του τύπου διαλύματος.

• Κορεσμένες λύσεις

Μόνο όταν ένα διάλυμα φτάσει στο όριο της διάλυσης οποιασδήποτε άλλης διαλυμένης ουσίας στον διαλύτη σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, λέγεται ότι είναι κορεσμένο.

• Ακόρεστα διαλύματα

Το διάλυμα είναι ακόρεστο εάν μπορεί ακόμα να διαλύσει περισσότερη διαλυμένη ουσία στον διαλύτη.

• Υπερκορεσμένες λύσεις

Υπερκορεσμένα Διαλύματα είναι όταν η διαλυμένη ουσία υπάρχει σε περίσσεια και διαλύεται με δύναμη στον διαλύτη αυξάνοντας τη θερμοκρασία. Με τη βοήθεια της διαδικασίας κρυστάλλωσης, αυτά τα επιπλέον σωματίδια διαλυμένης ουσίας εντοπίζονται τελικά με τη μορφή κρυστάλλων.

• Συγκεντρωμένες λύσεις

Μια μεγάλη ποσότητα διαλυμένης ουσίας προστίθεται στο διαλύτη για να παραχθούν συμπυκνωμένα διαλύματα.

• Διαλύματα αραιώσεων

Τα αραιά διαλύματα περιλαμβάνουν μια μικρή ποσότητα διαλυμένης ουσίας και μια μεγάλη ποσότητα διαλύτη.

• Υπερτονικές λύσεις

Τα υπερτονικά διαλύματα έχουν υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών από το διάλυμα στο οποίο βρίσκονται. Τα υπερτονικά διαλύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αύξηση της συγκέντρωσης ενός διαλύματος ή τη μείωση της συγκέντρωσης ενός διαλύματος.

• Υποτονικές λύσεις

Τα υποτονικά διαλύματα είναι εκείνα στα οποία η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας σε ένα ποτήρι ζέσεως είναι χαμηλότερη από εκείνη στο κύτταρο, επιτρέποντας στο νερό να εισέλθει στο κύτταρο και να προκαλέσει τη διόγκωση και τη διάρρηξή του.

• Ισοτονικά διαλύματα

Ισότονα διαλύματα είναι αυτά με συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας τόσο στο ποτήρι όσο και στο κύτταρο. Το νερό θα ταξιδέψει γύρω από το κελί και προς τις δύο κατευθύνσεις.

Συμπέρασμα 

Ένα ομοιογενές μείγμα δύο ή περισσότερων ουσιών στο οποίο κάθε συστατικό υπάρχει σε σχετικά σταθερή συγκέντρωση είναι επίσης γνωστό ως διάλυμα. Ένα διάλυμα είναι ένα υγρό μείγμα δύο ή περισσότερων ουσιών, που συνήθως αναφέρονται ως διαλύτης και διαλυμένη ουσία και τυχόν προσμείξεις. Η συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στο διάλυμα μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με το πόσο λεπτά διαχέεται και η απάντηση δεν είναι απαραίτητα ομοιογενής. Ελπίζουμε αυτό το υλικό μελέτης λύσεων να σας βοηθήσει να καταρρίψετε το IIT-JEE Chemistry.