Συγκέντρωση vs Διαλυτότητα
Συγκέντρωση
Η συγκέντρωση είναι ένα σημαντικό και πολύ κοινό φαινόμενο στη χημεία. Αυτό χρησιμοποιείται για να υποδείξει την ποσοτική μέτρηση μιας ουσίας. Εάν θέλετε να προσδιορίσετε την ποσότητα ιόντων χαλκού σε ένα διάλυμα, μπορεί να δοθεί ως μέτρηση συγκέντρωσης. Σχεδόν όλοι οι χημικοί υπολογισμοί χρησιμοποιούν μετρήσεις συγκέντρωσης για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το μείγμα. Για να προσδιορίσουμε τη συγκέντρωση, πρέπει να έχουμε ένα μείγμα συστατικών. Για να υπολογιστεί η συγκέντρωση κάθε συστατικού, πρέπει να είναι γνωστές οι σχετικές ποσότητες που διαλύονται στο διάλυμα.
Υπάρχουν λίγες μέθοδοι μέτρησης της συγκέντρωσης. Είναι συγκέντρωση μάζας, συγκέντρωση αριθμού, μοριακή συγκέντρωση και συγκέντρωση όγκου. Όλα αυτά τα μέτρα είναι αναλογίες όπου ο αριθμητής αντιπροσωπεύει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας και ο παρονομαστής την ποσότητα του διαλύτη. Σε όλες αυτές τις μεθόδους, ο τρόπος αναπαράστασης της διαλυμένης ουσίας είναι διαφορετικός. Ωστόσο, ο παρονομαστής είναι πάντα ο όγκος του διαλύτη. Σε συγκέντρωση μάζας, δίνεται μάζα της διαλυμένης ουσίας σε ένα λίτρο του διαλύτη. Ομοίως, σε αριθμό συγκέντρωσης, αριθμός διαλυμένων ουσιών και, σε μοριακή συγκέντρωση, γραμμομόρια διαλυμένης ουσίας δίνονται. Περαιτέρω σε συγκέντρωση όγκου δίνεται όγκος της διαλυμένης ουσίας. Εκτός από αυτές, οι συγκεντρώσεις μπορούν να δοθούν ως μοριακά κλάσματα όπου τα mol της διαλυμένης ουσίας δίνονται σε σχέση με τη συνολική ποσότητα ουσιών στο μείγμα. Με τον ίδιο τρόπο, μοριακός λόγος, κλάσμα μάζας, λόγος μάζας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να υποδείξουν τη συγκέντρωση. Μπορεί επίσης να υποδειχθεί ως ποσοστιαίες τιμές. Ανάλογα με την ανάγκη, πρέπει να επιλεγεί μια κατάλληλη μέθοδος για την ένδειξη της συγκέντρωσης. Ωστόσο, η μετατροπή μεταξύ αυτών των μονάδων θα πρέπει να είναι γνωστή στους μαθητές της χημείας προκειμένου να εργαστούν μαζί τους.
Διαλυτότητα
Ο διαλύτης είναι μια ουσία με ικανότητα διάλυσης, επομένως μπορεί να διαλύσει μια άλλη ουσία. Οι διαλύτες μπορεί να είναι σε υγρή, αέρια ή στερεή κατάσταση. Η διαλυμένη ουσία είναι μια ουσία που είναι διαλυτή σε έναν διαλύτη για να σχηματίσει ένα διάλυμα. Οι διαλυμένες ουσίες μπορεί να είναι σε υγρή, αέρια ή στερεή φάση. Άρα, διαλυτότητα είναι η ικανότητα μιας διαλυμένης ουσίας να διαλύεται σε έναν διαλύτη. Ο βαθμός διαλυτότητας εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως ο τύπος του διαλύτη και της διαλυμένης ουσίας, η θερμοκρασία, η πίεση, η ταχύτητα ανάδευσης, το επίπεδο κορεσμού του διαλύματος, κ.λπ. Οι ουσίες είναι διαλυτές μεταξύ τους μόνο εάν είναι όμοιες («αρέσει διαλύει τις προτιμήσεις»). Για παράδειγμα, οι πολικές ουσίες είναι διαλυτές σε πολικούς διαλύτες αλλά όχι σε μη πολικούς διαλύτες. Τα μόρια σακχάρου έχουν ασθενή διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Όταν διαλυθούν στο νερό, αυτές οι αλληλεπιδράσεις θα σπάσουν και τα μόρια θα χωριστούν. Τα σπασίματα των δεσμών χρειάζονται ενέργεια. Αυτή η ενέργεια θα παρέχεται από το σχηματισμό δεσμών υδρογόνου με μόρια νερού. Λόγω αυτής της διαδικασίας, η ζάχαρη είναι καλά διαλυτή στο νερό. Ομοίως, όταν ένα άλας όπως το χλωριούχο νάτριο διαλύεται στο νερό, τα ιόντα νατρίου και χλωρίου απελευθερώνονται και θα αλληλεπιδράσουν με τα πολικά μόρια του νερού. Το συμπέρασμα που μπορούμε να καταλήξουμε από τα δύο παραπάνω παραδείγματα είναι ότι, οι διαλυμένες ουσίες θα δώσουν τα στοιχειώδη σωματίδια τους όταν διαλυθούν σε έναν διαλύτη. Όταν μια ουσία προστίθεται για πρώτη φορά σε έναν διαλύτη, πρώτα θα διαλυθεί γρήγορα. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα δημιουργείται μια αναστρέψιμη αντίδραση και ο ρυθμός διάλυσης θα μειωθεί. Όταν ο ρυθμός διάλυσης και ο ρυθμός καθίζησης είναι ίσοι, το διάλυμα λέγεται ότι βρίσκεται σε ισορροπία διαλυτότητας. Αυτός ο τύπος διαλύματος είναι γνωστός ως κορεσμένο διάλυμα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ συγκέντρωσης και διαλυτότητας;
• Η συγκέντρωση δίνει την ποσότητα των ουσιών σε ένα διάλυμα. Διαλυτότητα είναι η ικανότητα μιας ουσίας να διαλύεται σε άλλη ουσία.
• Εάν η διαλυτότητα ενός υλικού είναι υψηλή σε έναν διαλύτη, τότε η συγκέντρωσή του θα είναι υψηλή στο διάλυμα. Ομοίως, εάν η διαλυτότητα είναι χαμηλή, η συγκέντρωση θα είναι χαμηλή.
