Oldatkészítés, oldatok, oldódás Emelt szintű érettségire felkészítő tanfolyam
Oldat Két vagy több kémiailag egységes anyag homogén egyfázisú keveréke. Az oldatok a nagyobb mennyiségű oldószerből és a kisebb mennyiségű oldott anyagból állnak. Az oldatok három halmazállapotban jöhetnek létre: gáz folyadék szilárd Az oldódás fizikai folyamat, melynek során az oldandó anyagot az oldószerrel elegyítve az oldatot kapjuk. Oldódás során az oldószer részecskéi szolvatálják (körülveszik) az oldott anyag részecskéit.
Oldhatóság Az oldhatóság és az anyagi minőség kapcsolata Apoláris molekulájú oldószerben - apoláris molekulájú anyagok oldódnak jól - oldódáskor a molekula szerkezete általában nem változik meg Dipólus molekulájú oldószerben - általában jól oldódnak ionvegyületek és dipólusmolekulájú vegyületek Vízben az ionvegyületek és a dipólusmolekulák egy része ionjaira disszociál: [jelmagyarázat: (sz)= szilárd halmazállapot; (g)= gáz halmazállapot; (l)= folyadék; (aq)= hidratált állapot]
Az oldáshő, az oldhatóság összefüggése endoterm és exoterm oldási folyamatok: oldása – felmelegedés – exoterm oldódás oldása – lehűlés – endoterm oldódás Oldáshő fogalma: az a hőmennyiség, amely akkor keletkezik vagy nyelődik el, ha az anyag 1 mol anyagmennyiségéből ugyanolyan hőmérsékletű híg oldatot készítünk. jelölés: Q(oldás) , mértékegység: előjele: + endoterm oldódás - exoterm oldódás
Oldódás vízben, hidratáció hidratáció: az a folyamat, amelyben az oldószer (víz) molekulái az oldott anyag részecskéit körülveszik, kialakul a hidrátburok. hidratációs energia: az a hőmennyiség, amely az anyagi rendszer 1 móljának hidratációjakor szabadul fel. jele: Ehidr; mértékegysége:kJ/mol ; előjele: -. ionok hidratációs energiája függ: ionok méretétől, ionok töltésétől
Oldáshő kapcsolata a hidratációs hővel és a rácsenergiával -rácsenergia: mólnyi mennyiségű szilárd kristályos anyagban a rács felszakításához szükséges energia. jelölés: Er mértékegység: kJ/mol, előjel: +. Oldáshő kapcsolata a hidratációs hővel és a rácsenergiával E E önálló részecskék önálló részecskék Ehidr Erács hidratált részecskék Erács Ehidr kristályrács kristályrács hidratált részecskék endoterm oldódás exoterm oldódás
oldhatóság: megadja, hogy adott hőmérsékleten 100 g oldószer hány g anyagot képes oldani vagy: adott hőmérsékleten a telített oldat tömegszázalékos összetétele. oldhatóság függ: - anyagi minőségtől - hőmérséklettől: Az endoterm oldáshőjű anyagok oldhatósága nő Az exoterm oldáshőjű anyagok oldhatósága csökken Pl. NaOH őldhatósága vízben
Az oldhatóság függ a nyomástól Ettől főleg a gázok oldhatósága függ! Gázok oldódása: A fizikai oldódás kismértékű (kis oldhatóság, ha nincs kémiai reakció az oldószerrel: pl. O2, N2 alig oldódik a vízben, míg a HCl és NH3 kitűnően) A hőmérséklet növekedésével az oldhatóság csökken Jelenségek a gázok oldhatóságával kapcsolatosan: vízben oldott oxigén jelentősége pl. akvárium széndioxid oldódása vízben pl. szódás- szifon keszonbetegség elkerülése
Az oldódás egyensúlya Akkor áll be, amikor az oldódás és a kristályosodás sebessége megegyezik. Ettől kezdve a feloldatlan szilárd anyag és az oldott anyag mennyisége változatlan. Ilyen esetekben beszélünk dinamikus egyensúlyról. A dinamikus egyensúlyban lévő oldatot telített oldatnak nevezzük, amelynek összetétele az adott hőmérsékletre vonatkozó oldhatóságnak felel meg. Túltelített oldat az olyan oldat, amely az adott hőmérsékleten telített oldatnál töményebb. Ez az állapot nem stabil, gócpontokon bármikor beindulhat a kikristályosodás. Telítetlen oldat:
Oldatkészítés eszközei Pl. Adott összetételű és mennyiségű vizes oldat készítése. savból, bázisból vagy sóból. Szükséges eszközök: mérőlombik főzőpohár üvegbot üvegtölcsér desztillált vizes flaska címke táramérleg/analitikai mérleg dörzsmozsár bemérőedény/óraüveg mérőhenger sűrűségmérő
Tömegmérés táramérleg analitikai mérleg gyorsmérleg
Térfogatmérés A folyadékoszlop magasságának leolvasása mérőhenger mérőlombik pipetta
Sűrűségmérés areométer piknométer mustfokoló