Разтворите в химията обикновено са бинарни, което означава, че са съставени от два компонента, разтворен и платежоспособен, като единият е веществото, което ще се разтваря, а другият е факторът разтворител.
Въз основа на това, те могат да бъдат разделени на два вида, които са ценни решения и емпирични решенияПоследните са тези, при които количеството разтворено вещество и разтворител, което могат да съдържат, не се отчита количествено и точно.
В емпиричните разтвори, разтворените вещества и разтворителите обикновено са относителни, тъй като могат да се променят просто с количествата; ако имаме разтвор с еднакви количества и от двата елемента, всяко от тях може да бъде наречено по едно и също име, въпреки че по конвенция веществото, което се намира в... по-голяма част.
Какво е решение?
За да разберете напълно термина емпирични решения Необходимо е да се знае какво е разтвор. В химията разтворът се определя като хомогенна смескойто обикновено е съставен от частици по-малки от 10 атома или относително малки молекули. Тези разтвори обикновено са съставени от две основни вещества: разтворени вещества и разтворители.
Хомогенна смес е тази, в която нейните компоненти са равномерно разпределени на микроскопично ниво, така че фазите не са различими с просто око. Типични примери са солена вода, газирана напитка или въздухът, който дишаме (смес от няколко газа).
Разтворени вещества
Лос разтворени вещества Това са веществата, които се разтварят в смес, защото се намират най-вече в най-малко количество Що се отнася до разтворителя, разтвореното вещество може да бъде твърдо вещество, течност или газ, стига да може да се диспергира равномерно в разтворителя. Много често срещан пример е разтварянето на захар във вода.
Разтворители
Лос разтворители Това са веществата, които разтварят разтвореното вещество; те се намират в по-големи пропорции отколкото вече споменатия. Разтворителят осигурява средата, в която се диспергират частиците на разтвореното вещество. Водата е най-разпространеният разтворител в ежедневието и е известна като универсален разтворител поради голямата му способност да разтваря голямо разнообразие от вещества.
Решенията са разделени на два основни вида: такива, при които Точна сума на разтворено вещество и разтворител в смес, които се наричат ценни решения или стандартни решения; а също така има и емпирични решениякоито не позволяват точно определяне на количеството на тези компоненти, тъй като не се спазват формални методи за измерване.
Какво е емпирично решение?
на емпирични решения Това са смеси, в които Точна сума на разтворено вещество и разтворител чрез количествени изчисления или лабораторни инструменти. При тях връзката между двете се установява по качествен и въз основа на опит или лична преценка, без да се прибягва до единици за концентрация като моларност, нормалност или процент.
В емпирично решение могат да участват различни състояния на агрегация: те могат да бъдат разделени или комбинирани. твърди вещества в течности, течности в течности, газове в течности y газове в газовеВеществото с най-голям обем обикновено действа като разтворител и разтваря присъстващото вещество в по-малка пропорция.
Думата „емпиричен“ се отнася до факта, че тези решения са продукт на практика и Experiencia на човека, който ги приготвя. Те са известни още като качествени решениязащото описанието е направено с термини като „малко количество“, „много“, „щипка“ или „пълна лъжичка“, без да се изразяват точни маси, молове или обеми.
Вариациите във времето за разтваряне ще зависят от фактори като температура, The налягане и природата на разтвореното веществоВ случай на газообразни разтвори, тези фактори до голяма степен определят способността на газа да се разтваря в разтворителя, което потенциално води до придобиване на по-голям вискозитет или гъстота, когато количеството на газообразното разтворено вещество е значително.
Важно е да се отбележи, че емпиричните решения са често срещани в ежедневните контексти, като например в домове, ресторанти, барове и кухниВсеки може да ги приготви без специализирано обучение по химия или използване на измервателни уреди. Например, приготвянето на сок, коктейл или лате обикновено са емпирични процеси: добавя се повече или по-малко според личния вкус.
Съществуват пет вида емпирични разтвори, които се разделят в зависимост от качествата на разтворителя и разтвореното вещество, сред които са разреден, The концентриран, The наситен, The ненаситен и пренаситенТази класификация се основава на разтворимост и в количеството разтворено вещество, което е добавено към разтворителя, въпреки че в емпиричния контекст не се използват точни цифри.
Ако една смес съдържа и двете вещества като течни компоненти, те губят своята идентичност като оригиналните материали и едното може да бъде идентифицирано само по това кое вещество има същите характеристики. повече количество в сместа. Това е много често срещано при приготвянето на коктейли, смеси от масла или течни сосове.
Характеристики на емпиричните решения
Сред най-важните характеристики на емпиричните решения могат да се посочат следните:
- Те обикновено се приготвят в неформална обстановка като домове, барове, кафенета, трапезарии или промишлени кухни, а не в изследователски лаборатории.
- Те могат да бъдат направени от всеки човек, без да е необходимо специално обучение по химия или опит в използването на обемни материали или везни.
- Те са създадени, за да задоволят практически нужди, като например храна, вкус, текстура или външен вид на храни и напитки, а не за прецизни аналитични или промишлени цели.
- Преобладаващата личен вкус, лична преценка и опит: добавя се повече или по-малко разтворено вещество в зависимост от желания вкус, цвят, мирис или консистенция.
- Не се спазват методи за претегляне, нито се извършват такива стехиометрични изчисленияНито пък се използва инструментално оборудване като pH метри или бюрети за приготвянето му.
- Те обикновено не се използват обемни материали калибрирани; вместо това се използват лъжици, чаши, кани, чаши, „щипки“ с пръсти или всеки ежедневен съд.
- В рутинните и изследователските лаборатории употребата му е рядкозащото там са необходими стандартизирани разтвори с известни концентрации, за да се получат възпроизводими резултати.
- Най-често срещаните емпирични решения обикновено са твърди разтворени вещества, разтворени в течности (като захар във вода) или смеси течност-течност (например, различни алкохолни напитки в коктейл).
Видове емпирични решения
Тези видове са разделени според устойчивост на вещества да се разтвори и най-вече на количество разтворено вещество съществуващи в сместа, винаги от качествена гледна точка. Сред основните категории могат да се споменат следните.
Разредени разтвори
Това са тези, в които количествата разтворител неясен спрямо тези на разтвореното вещество, така че делът на разтвореното вещество е относително малък. Те са известни още като слаби решенияТова се дължи на малкото количество разтворено вещество. Пример за това е, когато добавите лъжица захар към кафе, което е на висока или гореща температура; то ще се разтвори изключително бързо благодарение на количеството разтворител.
При емпиричния подход, разреден разтвор се разпознава по характеристики като Гладък вкус, блед цвят o ниска привидна плътностНапример, сок, приготвен с много малко плодов концентрат и много вода, се възприема като лек и не много сладък.
Концентрирани разтвори
Това са тези, които притежават определено количество разтворено вещество голям в сравнение с количеството разтворител, присъстващ в сместа, или може да се интерпретира като максимална сума на веществото, което се разтваря в количеството разтворител, което лицето, което го приготвя, счита за подходящо. Пример за това би било, когато 10 грама сол се поставят в ½ литър вода или когато към лимонада се добави голямо количество захар, докато стане много сладка.
Трябва да се отбележи, че няма точен лимит В емпиричен контекст, разграничението между разредени и концентрирани разтвори се прави според качествени критерии, като вкус, цвят, вискозитет или възприемана плътност. Един човек може да счита дадена напитка за концентрирана, която друг възприема като приемливо сладка.
Ненаситени разтвори
Те се характеризират с това, че имат по-малко количество разтворено вещество до максималното количество, което разтворителят може да разтвори при определени температурни и налягателни условия. С други думи, все още е възможно да се разтвори по-разтворено вещество без образуване на утайка. Емпирично, това са разтвори, в които, ако се добави още разтворено вещество, то продължава да се разтваря без проблем. Пример за това са 30 грама сол в 2 литра вода.
Наситени разтвори
Те са пълна противоположност на ненаситените мазнини, защото притежават максимално количество разтворено вещество че разтворът може да се задържи при определени условия на налягане и температура. Когато разтворът стане наситен, разтвореното вещество Вече не се разтварясъздавайки динамично равновесие между разтвореното и неразтвореното разтворено вещество. В емпиричната практика се наблюдава, че независимо колко се разбърква сместа, част от разтвореното вещество остава на дъното на съда.
Пренаситени разтвори
Те дори съдържат по-голямо количество разтворено вещество отколкото наситени разтвори при същите условия. Те обикновено се постигат чрез увеличаване на температура Разтворителят се увеличава, за да се разтвори повече разтворено вещество от обикновено, след което сместа се охлажда, без да се нарушава нейното състояние. Единственият начин излишното разтворено вещество да се запази разтворено е да се поддържат тези условия; ако сместа се охлади или подложи на промени, голяма част от разтвореното вещество може да се върне в първоначалното си състояние и да кристализира.
Пренаситените разтвори са нестабилна И при най-малкия шок или внезапно движение, или при въвеждане на кристал от разтворено вещество, те бързо се превръщат в наситени разтвори, като излишното разтворено вещество се утаява. Това явление е много илюстративно в лабораторни експерименти и при производството на бонбони и кристализирани сладкиши.
Свойства на разтвора
Разтворите притежават много свойства, но едно от най-важните е разтворимостРазтворимостта е количеството разтворено вещество, което при дадена температура може да се разтвори в разтворител, докато се достигне равновесие. Всяко съединение има свое собствено ниво на разтворимост, което зависи от фактори като неговата химическа природа и тази на разтворителя.
В контекста на разтворите има и други свойства, свързани както с разтвореното вещество, така и с разтворителя. Сред свойствата на разтвореното вещество можем да споменем следното: електропроводимост (в случай на електролити), налягане на парите и ефектът върху точката на замръзване или кипене на разтвора. За разтворителя, свойства като Точка на кипене, на точка на топене и неговата диелектрична константа.
В микроскопски план, за да се образува хомогенен разтвор, трябва да има определено привличане между молекулите на разтвореното вещество и разтворителя, което преодолява силите на привличане само между молекулите на разтвореното вещество. Това кара частиците на разтвореното вещество да се диспергират и от своя страна да се свържат с частиците на разтворителя, създавайки еднородна система.
Класически пример е този с водата и захарта. Когато поставите лъжица захар в чаша вода, тя ще се разтвори, защото водните молекули са достатъчно силни, за да... взаимодействат със захарните молекулиразрушавайки кристалната структура на захарта и обграждайки всяка разтворена частица. Резултатът е еднородна течност, в която захарните кристали вече не са видими с просто око.
Начинът, по който се приготвят много емпирични разтвори (разбъркване, нагряване, смилане на разтвореното вещество), също влияе върху скорост на разтварянеСмилането на твърдо разтворено вещество на фини частици или повишаването на температурата на разтворителя обикновено ускорява процеса, дори когато не се води количествен запис на количествата.
Как се подготвят емпиричните решения?
При подготовката на емпирични решения преобладават следните принципи: лични вкусове и практически изискванияКоличеството разтворено вещество и количеството разтворител зависят от преценката на лицето, което приготвя сместа, без да се използват точни претегляния или прецизни обемни измервания.
В този тип решение, формалните мерни единици са несъществуващВместо грамове или милилитри се използват изрази като „една чаена лъжичка сол“, „пръска мляко“, „щипка захар“ или „два пръста алкохол“, които са очевидно емпирични, защото не изразяват концентрацията по отношение на точната маса или броя на присъстващите молове.
Материалите, използвани за подготовка на емпирични решения, са подобно неформални: лъжици, чаши, стъклени чаши, кани, шепи или парченца Те се измерват с пръсти. Тези контейнери нямат калибриран индикатор за обем, така че двама души могат да приготвят различни смеси, дори използвайки една и съща привидна „мярка“.
Въпреки тази липса на прецизност, много хора постигат забележителни резултати емпирична възпроизводимост Благодарение на практиката: те могат да приготвят например един и същ вид кафе или един и същ коктейл с много подобен вкус в многобройни случаи, базирайки се единствено на сетивния си опит.
Ежедневни примери за емпирични решения
Емпиричните решения са постоянно присъствие в ежедневието. Някои допълнителни примери, освен представените по-късно, са:
- Приготвяне на коктейлВъпреки че количествата алкохол и други съставки са посочени, на практика те обикновено варират според вкуса на човека, който приготвя напитката, или на клиента.
- Приготвяне на торти и сладкишиСмесете яйца, брашно, мляко, захар и олио в количества, които често се коригират в движение, за да се постигне желаната текстура.
- Сосове и яхнииКоличеството сол, подправки, бульон или вода се регулира според желания вкус, без претегляне или точни измервания.
- Сокове и смутитаПропорцията на плодова пулпа, вода, мляко или лед се променя, за да станат по-гъсти, по-леки, по-сладки или по-кисели.
- Настойки и чайовеДобавете „една лъжица“ или „шепа“ билки към гореща вода, но това количество варира от човек на човек.
8 примера, които помагат за определяне на емпирични решения
- При подготовката на кафе с млякоКафето, бидейки твърдо вещество (цяло зърно или смляно, което след това се екстрахира), се разглежда като разтворено вещество, а млякото като разтворител, бидейки течност. В зависимост от това колко мляко или кафе е добавено, сместа ще бъде по-светла или по-тъмна, без да се измерва точното съотношение.
- Шоколад и водаШоколадът (на прах или разтопен) е разтвореното вещество, а водата е разтворителят. Интензивността на вкуса ще зависи от това колко шоколад е разтворен, което е ясен пример за емпирично решение.
- Когато е подложен на разтвор вода и въздухПолучава се мъгла или мъгла: малки капчици вода, разпръснати във въздуха, образуват система, където газът действа като дисперсионна среда.
- Боя и разредителЗа да се улесни употребата на маслената боя, тя трябва да се разреди с разредител - разтворителят, използван за тази цел. Количеството добавен разредител зависи от желаната консистенция; няма точно измерване.
- сапунена водаВ този разтвор водата е разтворителят, а сапунът е разтворено вещество. Това може да служи и като пример за ненаситен или концентриран разтвор, в зависимост от това колко сапун е добавен.
- Кафе с водаПри приготвянето на филтрирано или разтворимо кафе с вода се генерира друг емпиричен разтвор, при който водата действа като разтворител, а количеството кафе се регулира на вкус.
- Захарна водаЗахарта е веществото, което трябва да се разтвори, а водата е разтворителят. Сладостта на сместа зависи от емпирично добавеното количество.
- Вода с изкуствени соковеТези напитки са дехидратирани продукти, които функционират като вид ароматизирана захар. Те работят по същия начин като предишния пример, като количеството на праха се регулира „на око“, за да се постигне желаният вкус.
Целият този набор от примери показва как в ежедневието постоянно се приготвят емпирични разтвори, в които не се боравят с точни цифри или концентрации, а интуитивно се използват свойствата на разтворимост, вкус, цвят и консистенция.