OTOPINA: KARAKTERISTIKE I PRIMJERI - KEMIJA - 2025

Otopljena tvar u otopini, je tvar koja se otapa u otapalu. Općenito, otapalo se nalazi u manjem udjelu i može biti kruto, tekuće ili plinovito. Naprotiv, otapalo je komponenta otopine koja se nalazi u najvećoj količini.

Na primjer, u slanoj vodi sol je otapalo, a voda otapalo. Međutim, nisu svi otopljeni tvari čvrsti, niti su otapala tekuća.

U tom smislu, postoji nekoliko mogućih kombinacija otapala i otapala: plin u tekućini, plin u krutini, tekućina u tekućini, tekućina u čvrstom stanju, čvrst u tekućini ili čvrst u čvrstom stanju.

Da bi se prepoznalo što je topivo u otopini, moraju se uzeti u obzir dva aspekta. Prvo, otopljena tvar je tvar koja je u najmanjem udjelu. Pored toga, ono je koje mijenja svoje fizičko stanje (čvrsto, tekuće ili plinovito) kada je integrirano u otopinu.

Otopine, otapala i otapala

U kemiji postoje homogene mješavine, koje imaju svoje komponente podijeljene u jednakim omjerima kroz sadržaj. Jedna od najčešćih vrsta homogenih smjesa su otopine, koje su stabilne homogene smjese dviju ili više tvari, gdje se rastvaralo otapa u otapalu.

Otopine, otapala i rastvarači viđaju se u svakodnevnim situacijama i u postavkama u rasponu od industrijskih do laboratorijskih. Ove tvari nastale iz smjesa predmet su proučavanja zbog osobina koje predstavljaju i zbog sila i / ili privlačnosti koje se događaju među njima.

Definicija solute

Kao što je gore spomenuto, otopljena tvar je ona tvar koja se rastvara u drugoj, koja se naziva otapalom.

Obično otapalo ima niži udio i može se javiti u bilo kojem od tri stanja materije. Kad se otopina nađe između dvije tvari koje su u istoj fazi, koristi se metoda odabira one u nižem udjelu da se utvrdi koji je topiv, a koji otapalo.

Kapacitet otapanja otopljene tvari regulirat će se njegovom topljivošću. Temperatura otapala također predstavlja odlučujući faktor kada se zna mogućnost stvaranja otopine ili ne, jer što je viša temperatura otapala, veća je količina rastvora koji se u njemu može otopiti.

Postoje tvari nazvane površinski aktivne tvari koje postaju manje topljive na višim temperaturama, ali to su iznimke i ispunjavaju određene uloge.

Postupak u kojem otapalo djeluje sa otapalom kako bi nastalo otopinu, definira se kao solvacija i uključuje formiranje vodikovih veza i veza, kao i privlačenje sila van der Waalsa.

karakteristike

Rastvori sadrže ogroman broj kemijskih tvari u različitim stanjima, imaju različitu sposobnost otapanja i imaju brojne karakteristike koje igraju važnu ulogu u stvaranju homogenih smjesa. Neke od glavnih karakteristika otapala su sljedeće:

Topljivost

Topnost je sposobnost spoja da se otapa u drugoj tvari. Taj je kapacitet usko povezan s miješljivošću, a to je sposobnost tekućine da se miješa s drugom određenom; ako se ne mogu pridružiti, to je nemjerljivost.

Može se miješati opseg koji je veći od određenog broja, pa se može reći da je jedna tvar potpuno, djelomično ili nemjerljiva u drugoj.

Topljivost svojstva topljene tvari ovisi o drugim čimbenicima koji mogu povećati ili smanjiti taj kapacitet zbog svog utjecaja na ravnotežu međumolekulskih sila koje nastaju između topljene tvari i otapala.

Čak i manje očekivane karakteristike, poput veličine kapi rastvora ili redoslijeda u strukturi kristala, mogu utjecati na njihovu sposobnost otapanja.

Temperatura

Temperatura sustava u kojem se rastvara rastvarač može utjecati na njegovu topljivost: za većinu krutina i tekućina, oni povećavaju svoju sposobnost otapanja u skladu s povećanjem temperature.

S druge strane, kod plinova je uočeno složeno ponašanje, koje se pokazuje kao niža topljivost u vodi pri višim temperaturama, ali veća u organskim otapalima.

Zasićenje otopine

Stupanj u kojem je otopina otopljena, naziva se zasićenost otopine, a onaj koji je otopio koliko je više moguće, naziva se zasićenom otopinom. Od ovog trenutka dodano otopljeno sredstvo taložiće se kao suvišak na dnu korištenog spremnika; Prije toga, rješenje se naziva nezasićeno.

Moguće je proći točku zasićenja i nastaviti otapati otopljeni rastvor, ali to zahtijeva povećanje temperature. Otopina koja sadrži višak otopljene tvari i koja je bila zagrijana naziva se zasićena otopina.

Pritisak

Promjene tlaka obično ne utječu na topljivost krutih tvari i tekućina, osim nekih izuzetnih slučajeva (nakupljanje kalcijevog sulfata u cijevima za ulje), no u plinovima je to odlučujući faktor njihove sposobnosti otapanja.

U stvari, topljivost plina u otapalu izravno je proporcionalna parcijalnom tlaku tog plina na navedenom otapalu.

Polaritet

Polarnost rastvora ključna je za mjerenje njegove sposobnosti otapanja; otapalo će se bolje otopiti u otapalu s kemijskom strukturom sličnom onoj koju ima.

Na primjer, jako polarne ili hidrofilne tvari imat će veću topljivost u visoko polarnim otapalima, dok će u nepolarnim tvarima biti gotovo netopljive.

Slično tome, intermolekularne sile igraju važnu ulogu u otapanju i lakoći kojom otapalo može otopiti rastvarač: što su veće dipolo-dipolne sile, vodikove veze i druge veze, veća je sposobnost otapala da otapa otopinu. otopi i formira otopinu.

Razlike između topljenog i otapala

- Rastvarač je tvar koja se rastvara; otapalo je medij za otapanje rastvora (a).

- Rastvarač se može naći u čvrstoj, tekućoj ili plinovitoj fazi; otapalo je obično u tekućoj fazi, ali postoji i kao krutina i kao plin.

- Topljivost topiva više ovisi o svojstvima kao što su površina; sposobnost solvatara ovisi o polarnosti, temperaturi i tlaku, među ostalim čimbenicima.

- Rastvarač je obično željena komponenta koju treba ekstrahirati u industrijskim procesima; otapalo obično nije željena komponenta, a uklanja se u industrijskim postupcima.

Primjeri solute

- Šećer je primjer čvrste faze otapala, obično se koristi za zaslađivanje vode.

- Heksan se može naći u parafinskom vosku, a služi kao tekući rastvarač koji ovu čvrstu supstancu čini masnijom.

- Ugljični dioksid je alkohol koji se dodaje pićima kako bi ih se zakuhalo.

Rastvori u plinovitom stanju

Ugljični dioksid u vodi (bezalkoholna pića)

Gazirana voda je voda koja sadrži ugljični dioksid i nastaje propuštanjem ugljičnog dioksida pod pritiskom kroz vodu.

Gazirane mineralne vode se prirodno javljaju već duže vrijeme. Ove šumeće vode postoje zbog viška ugljičnog dioksida u vodonosniku koji se otopio pod pritiskom.

Jedan od najpoznatijih primjera solute su komercijalna bezalkoholna pića, koja se kombiniraju sa sirupom.

Prisutnost ugljičnog dioksida čini ove vode i bezalkoholna pića privlačnijima i vizualno privlačnijima.

Kisik i ostali plinovi u dušiku (zrak)

Zrak u atmosferi sastoji se od molekula različitih plinova. U osnovi se sastoji od 78% dušika i oko 21% kisika (topljen). Također, sadrži gotovo 1% argona i drugih molekula, ali u vrlo malim količinama.

Propan u butanu (plin za kuhanje)

Ova kombinacija, poznata i kao ukapljeni naftni plin (LPG), počela se koristiti već 1860. godine kao izvor goriva za potrebe domaćinstva.

Od tada je proširio proizvodnju i potrošnju, kako za domaću, tako i za industrijsku upotrebu. Kako su oba plina izrazito bez mirisa i opasna, dodaje se tvar koja se naziva merkaptan, čineći bilo kakva curenja uočljivim.

Čvrsta stanja

Cink na bakru (mesing)

Komercijalna legura poznata kao mjed sastoji se od cinka (5 do 40%) otopljenog u bakru. Cink pomaže povećati vlačnu čvrstoću. Ostali elementi poput kositra, željeza, aluminija, nikla i silicija mogu se dodati ovoj leguri.

Jod u alkoholu (tinktura joda)

Još jedan popularno poznat primjer rastvora je tinktura joda. Ova otopina sadrži jod u etilnom alkoholu (44 do 50%). Tinktura joda koristi se kao antiseptik.

Sol u vodi (morska voda)

Morska voda pokriva više od 70% Zemljine površine. Ovo je složena mješavina 96,5% vode, 2,5% soli i manje količine drugih tvari. To uključuje otopljene neorganske i organske materijale, čestice i neke atmosferske plinove.

Rastvori u tekućem stanju

Alkohol u vodi (alkoholna pića)

Etanol ili etilni alkohol (otapalo) iz fermentacije šećera pomiješaju se s vodom u fiksnim omjerima kako bi se dobilo alkoholno piće.

Tijelo se lako probavlja od ovog spoja, ali njegovo prekomjerno konzumiranje može uzrokovati ozbiljnu štetu zdravlju.

Voda u zraku (vlaga u zraku)

Voda u zraku uobičajeno je poznata kao magla. To je uzrokovano malim kapljicama vode suspendirane u zraku, a u osnovi je posljedica hlađenja zemlje noću.

Na taj način, to hlađenje uzrokuje da okolni zrak snizi temperaturu. Tada se fenomen događa kada se voda zadržana u njemu kondenzira.

Octena kiselina u vodi (ocat)

Ocat je tekućina oštrog ukusa koja se koristi za dodavanje okusa ili očuvanje hrane. Priprema se otopinom octene kiseline pomiješane s vodom.

Koncentracija octene kiseline je promjenjiva. Na primjer, destilirani ocat ima udio u rasponu od 5 do 8%.

Merkur u srebru (zubni amalgami ili ispuni)

Amalgami koji se koriste za zubne ispune sastoje se od 2% žive sa legurom koja djeluje kao otapalo. Ova legura sadrži 70% srebra. Dodaju se i kositar, bakar i cink.

Rastvori koji se mogu koristiti kod kuće

Šećer u vodi

Šećer je molekularni i polarni spoj i kao takav ima sposobnost otapanja u vodi, što je ujedno i polarni element.

Način strukturiranja šećera mijenjat će postupak otapanja. Na primjer, ako je šećer u komadićima, otapavat će se duže nego u žitaricama.

Neki stručnjaci smatraju da je šećerna voda vrlo važan izvor energije za tijelo. Čak su postojala istraživanja koja otkrivaju učinkovitost ovog rješenja kod ljudi koji bave fizičkom aktivnošću.

Šećer u brašnu

Uobičajeno je da se za pripremu kolača prvo miješaju čvrsti sastojci, a zatim dodaju tekućine.

Šećer je otopina koja se veže s brašnom, čineći temeljnu smjesu za tortu. Pored ova dva sastojka, kasnije se dodaju i drugi, poput jaja, maslaca ili vanilije.

Ova vrsta otapala je kruta i u ovom se slučaju miješa s otapalom koje je također čvrsto. Dobivena baza može se koristiti i za izradu slatkih kruha, kolačića, kolača, kolača, cupcakesa i mnogih drugih slatkih namirnica.

Sok u prahu u vodi

Postoji velika ponuda sokova u prahu koji se pripremaju otapanjem ovog elementa u vodi. U ovom slučaju otapalo je sok u prahu, a otapalo je voda.

Količina otapala mora biti veća od količine rastvora, tako da se jedna ili dvije žlice soka u prahu obično otopi u čaši vode. Postoje čak i neki praškovi čija je koncentracija veća i treba koristiti manju količinu.

Postoje sokovi koji sprečavaju uklanjanje štetnih sastojaka, jer upućuju na to da su sastojci koje sadrže (poput konzervansa, stabilizatora i zaslađivača) štetni po zdravlje.

Klor u vodi

Jedan od načina da učinite pitkom vodu je upotreba klora u obliku otopljenog u vodi. Ovo je dezinfekcijsko sredstvo jedno od najčešće korištenih za uklanjanje mikroba, a idealno je za pretvaranje vode bez pitke vode u pitku vodu na brz, ekonomičan i jednostavan način.

Klor kao otapalo u ovoj otopini mora se ugraditi u vodu u koncentraciji ne većoj od 0,2 i 0,5 miligrama po litri.

Količina klora koja se koristi treba biti vrlo mala, jer ova tvar može biti izrazito toksična kada se konzumira ili izlaže velikim količinama.

Ova metoda pročišćavanja vode poznata je kao kloriranje i može se primijeniti usred planinske ekskurzije ili za obradu vode iz kućanstva kako bi se uklonili bakterije i mikrobi koji se mogu naći u cijevima kroz koje voda prolazi.

Bojanje u vodi

Voda je najviše univerzalno otapalo, a ujedno je i podloga na kojoj se može otopiti otapala poput boje.

Boja se obično otapa iz više razloga. Najčešće je olakšati čišćenje četkica i drugih alata koji se koriste za slikanje.

Postoje mnoge vrste slika; oni koji se najbolje rastvaraju u vodi su oni izrađeni od lateksa. Osim što omogućuje bolje čišćenje alata, prednost razrjeđivanja boje u vodi prije nego što počnete bojati je da će jamčiti bolji finiš na obojanoj površini.

Mlijeko u prahu u vodi

Mlijeko u prahu je otapalo koje nastaje dehidracijom mlijeka koje je već pasterizirano. Svrha ovog postupka je osigurati da se mlijeko može duže sačuvati.

Taj se topljivi otopio u vodi i stvara tekuće mlijeko koje se obično guta za doručak, zajedno s kavom ili u raznim pripravcima.

Kao i u slučaju soka u prahu, količina razrijeđenog mlijeka mora biti manja od količine vode u kojoj se priprema otopina.

Deterdžent u vodi

Prilikom pranja odjeće koristite tekuće ili praške. Oni se otapaju u vodi i formiraju otopinu koja djeluje kao dezinfekcijsko sredstvo i sredstvo za čišćenje tekstilnih tkanina.

Količina rastvora koja se koristi u ovoj otopini je promjenjiva, ovisit će o vrsti deterdženta, njegovom sadržaju i sastojcima.

Otopina sastavljena od deterdženta i vode može biti vrlo zagađujuća kada dođe u kontakt s vodenim odlagalištima, pa je preporučljivo koristiti biorazgradive deterdžente, koji se mogu razgraditi u vrlo kratkom vremenu i znatno manje utjecati na okoliš.

Žele

Želatina je element koji čine tetive, ligamenti i kosti životinja. Ovaj spoj može biti predstavljen u prahu ili u listovima.

U oba se slučaja ovaj topljeni sol mora otopiti u vrućoj vodi kako bi se postigao krajnji rezultat: idealna slatka hrana za desert i s mnogim zdravstvenim prednostima.

Među prednostima ovog spoja ističe se da pogoduje brzom popravljanju tkiva i protuupalna je hrana. Osim toga, on sadrži veliku količinu proteina i igra važnu ulogu u jačanju imunološkog sustava.

Jedenje male dnevne količine želatine pomoći će obnovi zglobova i na taj način spriječiti nastanak osteoporoze.

Čokolada u mlijeku

Čokolada je element koji nastaje zahvaljujući mješavini kakaa i kakao maslaca. Ova hrana djeluje kao otapalo kad se miješa s mlijekom za pripremu onoga što je općenito poznato kao vruća čokolada.

Za ovu pripremu se zagrijava željena količina mlijeka i dodaje se čokolada u komadima, prah ili tekućina, uz stalno miješanje.

Da bi se ta otopina otapala na najbolji mogući način i izbjegla grudice, potrebno je bez ikakve stanke tući smjesu.

Kakao prah u vodi

Vruću čokoladu možete napraviti i koristeći kakao prah. Ova otopljena masa nastaje isključivo iz mase kakaa u prahu. Za razliku od čokolade, kakao ne uključuje maslac ovog voća.

Kakao se može savršeno otopiti u vodi kako bi se stvorio napitak s okusom čokolade. U tim je slučajevima bitno zasladiti smjesu šećerom, medom ili nekim zaslađivačem; inače će rezultat biti izuzetno gorak.

Reference

1. Lambert, N. i Mohammed, M. (1993). Kemija za CXC. Oxford: Heinemann.
2. Steen, DP (2008). Ugljični dioksid, karboniranje i principi tehnologije punjenja. U DP Steen, Philip i PR Ashurst (urednici), Gazirana bezalkoholna pića: Formulacija i proizvodnja, str. 112-143. Oxford: Blackwell Publishing.
3. Što je u zraku? (s / ž). UCAR Centar za naučno obrazovanje. Preuzeto 17. listopada 2017. s eo.ucar.edu
4. Ukapljeni naftni plin. (2013., 12. srpnja). Encyclopædia Britannica.

   Preuzeto 16. listopada 2017. s britannica.com

5. Lytle, DA i Schock, MR (1996). Vrijeme stajanja, sastav, PH i ortofosfatni učinci na ispiranje metala iz mjedi. Ohio: Američka agencija za zaštitu okoliša.
6. Crabwee, TD; Pelletier, SJ i Pruett, TL (2001). Kirurška antisepsija. U SS Bloku (urednik), Dezinfekcija, Sterilizacija i Očuvanje, str. 919-934. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
7. Byrne, RH i dr. (2017, 07. lipnja). Morska voda. Encyclopædia Britannica. Preuzeto 17. listopada 2017. s britannica.com
8. Plutowska B. i Wardencki, W. (2012). Plinska kromatografija-olfaktometrija alkoholnih pića. U J. Piggott (urednik), Alkoholna pića: senzorna procjena i istraživanje potrošača, str.101-122. Philadelphia: Woodhead Publishing.
9. Što je magla? (2017., 12. srpnja). Met Office (UK). metoffice.gov.uk
10. Helmenstine, AM (2016, 16. veljače). Što je kemijski sastav octa? Preuzeto 17. listopada 2017. s thinkco.com
11. Phinney, DJ i Halstead, JH (2017). Stomatološka pomoć: sveobuhvatan pristup. Massachusetts: Cengage Learning.
12. Britannica, E. (drugo). Rješenje-kemija. Preuzeto s britannica.com
13. Wikipedia. (SF). Topljivost. Preuzeto sa en.wikipedia.org
14. Classzone. (SF). Otopljene tvari. Preuzeto s frsd.k12.nj.us
15. ChemGuide. (SF). Zasićene otopine i topljivost. Preuzeto s chem.libretexts.org
16. Madhusha. (SF). Razlika između otapala i rastvora. Preuzeto s pediaa.com.