Zat padat tidak larut dalam air. Kelarutan zat dalam air

Ada beberapa pengertian tentang istilah kelarutan.

Kelarutan adalah kemampuan suatu zat untuk larut dalam air atau pelarut lain.

Kelarutan adalah kemampuan zat untuk larut satu sama lain, yang secara kuantitatif dicirikan oleh koefisien kelarutan (k atau p) - ini adalah massa zat terlarut per 100 atau 1000 g pelarut, dalam larutan jenuh - pada suhu tertentu.
Kelarutan suatu zat tergantung pada berbagai faktor: sifat zat dan pelarut, keadaan agregasi, suhu dan tekanan (untuk gas).

Ada pernyataan"Suka larut menjadi suka.”Ini berarti bahwa senyawa molekuler dan ionik dengan ikatan polar larut dengan baik dalam pelarut polar, sedangkan zat dengan ikatan nonpolar larut dalam pelarut nonpolar.

ketua pelarut adalah air. Tetapi tidak semua zat, terutama yang organik, larut dalam air. Berbagai pelarut digunakan untuk pelarutan, seperti aseton, alkohol, benzena, eter, kloroform, metanol, dll. Campuran pelarut juga digunakan, misalnya campuran alkohol dengan air.

Untuk melarutkan padatan, itu harus dihancurkan dengan sangat halus (giling dengan garpu atau giling dalam gilingan). Hal ini dilakukan untuk meningkatkan permukaan kontak zat terlarut dan pelarut. Saat mengaduk atau mengocok, proses mendapatkan larutan dipercepat. Seringkali, kondensor refluks diletakkan di wadah tempat larutan disiapkan. Hal ini digunakan terutama untuk persiapan solusi dengan merebus. Ini mengurangi hilangnya pelarut. Uap campuran yang terbentuk selama pemanasan disimpan di lemari es dan mengalir kembali. Ini sangat penting untuk pelarut yang mudah terbakar, yang uapnya dari bejana terbuka dapat terbakar karena kontak dengan elemen pemanas.

Kelarutan zat terjadi :

  • tak terbatas

(Contoh: air dan alkohol; kalium klorida dan kalium bromida; kalium dan rubidium) - zat ini dicampur dalam rasio apa pun.

  • terbatas (Contoh: air dan garam meja) - sejumlah zat terlarut

Menurut tingkat kelarutannya, semua zat dibagi menjadi:

  • Sangat larut (kelarutan pada 20 0 lebih dari 1 g)
  • Sedikit larut (kelarutan pada 20 0 dari 0,01 hingga 1,0 g)
  • Tidak larut (kelarutan pada 20 0 tidak lebih dari 0,01 g)

Suatu zat dikatakan sangat larut jika lebih dari 10 g larut dengan baik dalam 100 g air.

Suatu zat dikatakan tidak larut jika kurang dari 1 g dilarutkan dalam 100 g air.

Dan tidak larut - ini adalah zat, kurang dari 0,01 g yang masuk ke dalam larutan.

Tidak ada zat yang sepenuhnya tidak larut. Bahkan ketika air dituangkan ke dalam bejana kaca, sebagian kecil dari molekul kaca masuk ke dalam larutan.

Apa yang memberi kita pengetahuan tentang kelarutan zat dalam produksi kosmetik? Ada banyak pilihan untuk komposisi produk kosmetik. Untuk mencegah potensi ketidakcocokan komponen di dalamnya, pengetahuan tentang kelarutan zat diperlukan untuk ini. Mengetahui bagaimana dan dalam zat apa yang larut, mereka memilih pengenalan berurutan yang benar ke dalam reaktor dari semua komponen yang diperlukan dalam pembuatan kosmetik. konsep "kelarutan" banyak digunakan dalam farmakologi. Dengan definisi kelarutan, kemurnian zat dan eksipien dinilai.

Dalam pembuatan obat-obatan, aditif aktif biologis (BAA), mengetahui tentang kelarutan, metode teknologi khusus digunakan:

  1. Ubah urutan pelarutan (pencampuran) bahan.
  2. Gunakan metode pembubaran terpisah dari komponen.
  3. Campur bagian-bagian zat obat, berbagai basa dan kemudian gabungkan bagian-bagian ini menjadi satu kesatuan

Mengetahui kelarutan zat, berbagai co-pelarut, pelarut dan stabilisator dipilih untuk membuat bentuk sediaan yang tahan lama.

kelarutan zat dalam pelarut yang berbeda biasanya diberikan dalam artikel pribadi tentang zat atau eksipien.

Kelarutan zat dalam farmakope berarti istilah kondisional, yang diberikan dalam Tabel No. 1 (1):

Tabel 1:

Pengetahuan tentang kelarutan obat sangat penting untuk minum obat dan suplemen makanan. Obat menembus lebih mudah dalam bentuk terlarut ke dalam saluran pencernaan, sehingga membawa efek bantuan yang lebih cepat kepada pasien, berbeda dengan bentuk sediaan yang sedikit larut atau hampir tidak larut.

Bagaimana kelarutan zat ditentukan?

Sampel zat uji diambil, dimasukkan ke dalam pelarut yang telah diukur jumlah, larutan dikocok selama 10 menit.

Semua penentuan dilakukan pada suhu (18-22) 0 C.

Untuk zat yang larut lambat (waktu pelarutannya lebih dari 20 menit), dimungkinkan untuk memanaskan dalam penangas air hingga 30 0 C.

Setelah pengocokan yang kuat selama dua menit dan pendinginan larutan hingga (18-22) 0 C, hasilnya dicatat secara visual.

Untuk zat yang larut lambat, kondisi kelarutan ditentukan dalam artikel pribadi.

Suatu zat dianggap terlarut jika tidak ada partikel yang ditemukan dalam larutan bila dilihat dalam cahaya yang ditransmisikan.

Jika kelarutan suatu zat tidak diketahui, maka prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:

Ambil 1 g zat, tambahkan 1 ml pelarut dan lakukan pengujian seperti dijelaskan di atas. Jika zat tersebut benar-benar larut, dianggap larut dengan sangat mudah.

Jika pelarutan belum sempurna, maka ambil 100 mg zat bubuk, tambahkan 1 ml pelarut dan larutkan kembali. Sampel larut sepenuhnya - mereka menyimpulkan bahwa zat itu mudah larut.

Jika pelarutan belum sempurna, tambahkan 2 ml pelarut ke dalam larutan ini dan lanjutkan pengujian. Sampel dilarutkan - diyakini bahwa zat tersebut larut.

Jika pelarutan belum sempurna, maka 7 ml pelarut ditambahkan lagi ke dalam larutan dan pelarutan dilakukan kembali, seperti dijelaskan di atas. Jika, ketika diamati dalam cahaya yang ditransmisikan, partikel tidak diamati secara visual, maka pembubaran telah berlalu. Zat seperti itu dianggap cukup larut.

Jika partikel sampel yang tidak larut ditemukan, pengujian dilakukan dengan 10 mg zat dasar, menambahkan 10 ml pelarut ke dalamnya. Dalam hal telah larut sepenuhnya, zat tersebut dianggap sedikit larut.

Jika pelarutan tidak sempurna, ambil 10 mg zat bubuk, tambahkan 100 ml pelarut ke dalamnya dan lakukan pengujian lagi, seperti yang dijelaskan dalam prosedur. Zat tersebut benar-benar larut sangat sedikit larut.

Jika tidak larut - dianggap sebagai zat praktis tidak larut dalam pelarut ini.

Untuk zat dengan kelarutan yang diketahui, uji sesuai dengan prosedur di atas, tetapi hanya untuk nilai ekstrim dari istilah kelarutan yang ditentukan. Misalnya, jika zat larut maka 100 mg itu seharusnya tidak larut dalam 1 ml, tetapi larut sepenuhnya dalam 3 ml pelarut.Sastra.

Farmakope Negara Federasi Rusia. X II edisi. Bagian 1, Moskow, 2007, hlm. 92-93.

Kemampuan suatu zat untuk larut dalam air atau pelarut lain disebut kelarutan. Sifat kuantitatif kelarutan adalah koefisien kelarutan, yang menunjukkan berapa massa maksimum suatu zat yang dapat dilarutkan dalam 1000 atau 100 g air pada suhu tertentu. Kelarutan suatu zat tergantung pada sifat pelarut dan zat, pada suhu dan tekanan (untuk gas). Kelarutan zat padat umumnya meningkat dengan meningkatnya suhu. Kelarutan gas berkurang dengan meningkatnya suhu, tetapi meningkat dengan meningkatnya tekanan.

Menurut kelarutannya dalam air, zat dibagi menjadi tiga kelompok:

  • 1. Sangat larut (hal.). Kelarutan zat lebih dari 10 g dalam 1000 g air. Misalnya, 2000 g gula dilarutkan dalam 1000 g air, atau 1 liter air.
  • 2. Sedikit larut (m.). Kelarutan zat adalah dari 0,01 g hingga 10 g zat dalam 1000 g air. Misalnya, 2 g gipsum (CaSO4 * 2H20) dilarutkan dalam 1000 g air.
  • 3. Praktis tidak larut (n.). Kelarutan zat kurang dari 0,01 g zat dalam 1000 g air. Misalnya, 1,5 * 10_3 g AgCl dilarutkan dalam 1000 g air.

Ketika zat dilarutkan, larutan jenuh, tidak jenuh, dan lewat jenuh dapat terbentuk.

Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung jumlah maksimum zat terlarut dalam kondisi tertentu. Ketika suatu zat ditambahkan ke larutan seperti itu, zat tersebut tidak lagi larut.

Larutan tak jenuh adalah larutan yang mengandung lebih sedikit zat terlarut daripada larutan jenuh dalam kondisi tertentu. Ketika suatu zat ditambahkan ke larutan seperti itu, zat tersebut masih larut.

Kadang-kadang dimungkinkan untuk memperoleh larutan di mana zat terlarut mengandung lebih banyak daripada dalam larutan jenuh pada suhu tertentu. Solusi seperti itu disebut lewat jenuh. Solusi ini diperoleh dengan hati-hati mendinginkan larutan jenuh ke suhu kamar. Larutan lewat jenuh sangat tidak stabil. Kristalisasi suatu zat dalam larutan semacam itu dapat disebabkan oleh penggosokan dinding bejana tempat larutan tersebut berada dengan batang kaca. Metode ini digunakan ketika melakukan beberapa reaksi kualitatif.

Kelarutan suatu zat juga dapat dinyatakan dengan konsentrasi molar larutan jenuhnya.

Laju proses pelarutan tergantung pada zat yang dilarutkan, keadaan permukaannya, suhu pelarut, dan konsentrasi larutan akhir.

Jangan bingung konsep solusi "jenuh" dan "encer". Misalnya, larutan jenuh perak klorida (1,5 * 10-3g / l) adalah yavl. sangat encer, dan larutan gula tak jenuh (1000 g / l) - pekat.

Konsentrasi solusi dan metode ekspresinya

Menurut konsep modern, komposisi kuantitatif suatu larutan dapat dinyatakan dengan menggunakan besaran tak berdimensi dan besaran berdimensi. Besaran tak berdimensi biasanya disebut pecahan. 3 jenis pecahan diketahui: massa (u), volume (c), molar (h)

Fraksi massa zat terlarut adalah perbandingan massa zat terlarut X dengan massa total larutan:

u (X) \u003d t (X) / t

di mana w(X) adalah fraksi massa zat terlarut X, dinyatakan dalam fraksi satuan; m(X) -- massa zat terlarut X, g; m adalah massa total larutan, g.

Jika fraksi massa natrium klorida terlarut dalam larutan adalah 0,03, atau 3%, maka ini berarti 100 g larutan mengandung 3 g natrium klorida dan 97 g air.

Fraksi volume suatu zat dalam larutan - rasio volume zat terlarut dengan jumlah volume semua zat yang terlibat dalam pembentukan larutan (sebelum pencampuran)

c(X)= V(X)/?V

Fraksi mol suatu zat dalam larutan adalah perbandingan antara jumlah zat dengan jumlah semua zat dalam larutan.

h(X)=p(X)/ ?p

Dari semua jenis fraksi dalam kimia analitik, fraksi massa paling sering digunakan. Fraksi volume biasanya digunakan untuk larutan zat gas dan cairan (dalam farmasi untuk larutan etil alkohol) Nilai numerik dinyatakan dalam pecahan unit dan berkisar dari 0 (pelarut murni) hingga 1 (zat murni. Seperti yang Anda ketahui, seperseratus unit disebut persentase. Persen - ini bukan satuan pengukuran, tetapi hanya sinonim untuk konsep "seperseratus". Misalnya, jika fraksi massa NaOH dalam larutan tertentu adalah 0,05, maka alih-alih lima perseratus, Anda dapat menggunakan nilai 5%. Persentase tidak dapat berupa massa, volume, atau molar, dan hanya dapat dihitung berdasarkan massa, volume, atau jumlah zat.

Fraksi massa juga dapat dinyatakan sebagai persentase.

Misalnya, larutan natrium hidroksida 10% mengandung 10 g NaOH dan 90 g air dalam 100 g larutan.

Cmas(X) = m(X)/tcm 100%.

Persentase volume - persentase volume suatu zat yang terkandung dalam total volume campuran. Menunjukkan jumlah mililiter zat dalam 100 ml volume campuran.

Sob% \u003d V / Vcm * 100

Hubungan antara volume dan massa larutan (t) dinyatakan dengan rumus

di mana c adalah densitas larutan, g/ml; V adalah volume larutan, ml.

Besaran dimensional yang digunakan untuk menggambarkan komposisi kuantitatif larutan meliputi konsentrasi suatu zat dalam suatu larutan (massa, molar) dan molalitas zat terlarut. Jika sebelumnya metode apa pun untuk menggambarkan komposisi kuantitatif suatu larutan disebut konsentrasi zat , maka hari ini konsep ini menjadi lebih sempit.

Konsentrasi adalah perbandingan antara massa atau jumlah zat terlarut dengan volume larutan. Dengan demikian, fraksi massa, menurut pendekatan modern, bukan lagi konsentrasi dan tidak boleh disebut konsentrasi persentase.

Konsentrasi massa adalah perbandingan massa zat terlarut dengan volume larutan. Jenis konsentrasi ini dilambangkan sebagai g (X), s (X) atau jangan disamakan dengan kerapatan larutan, s * (X)

Satuan konsentrasi massa adalah kg/m3 atau setara, g/l. Konsentrasi massa, yang memiliki dimensi g / ml, disebut titer larutan

Konsentrasi molar - C (X) - adalah rasio jumlah zat terlarut (mol) dengan volume larutan (1 l) Dihitung sebagai rasio jumlah zat p (X) yang terkandung dalam larutan dengan volume larutan V:

C(X) = n(X)/ Vp= m(X)/M(X)V

di mana m(X) adalah massa zat terlarut, g; M(X) adalah massa molar zat terlarut, g/mol. Konsentrasi molar dinyatakan dalam mol/dm3 (mol/l). Satuan yang paling sering digunakan adalah mol/L. Jika 1 liter larutan mengandung 1 mol zat terlarut, maka larutan tersebut disebut molar (1 M). Jika 1 liter larutan mengandung 0,1 mol atau 0,01 mol zat terlarut, maka larutan tersebut masing-masing disebut decimolar (0,1 M), centimolar (0,01 M), 0,001 mol-millimolar (0,001M)

Satuan pengukuran konsentrasi molar adalah mol/m3, tetapi dalam praktiknya, biasanya digunakan kelipatan satuan, mol/l. Alih-alih penunjukan "mol / l", Anda dapat menggunakan "M" (dan kata solusi tidak lagi diperlukan untuk menulis) Misalnya, 0,1 M NaOH berarti sama dengan C (NaOH) \u003d 0,1 mol / l

Mol adalah satuan besaran kimia suatu zat. Mol adalah bagian dari suatu zat (yaitu jumlah seperti itu) yang mengandung unit struktural sebanyak atom dalam 0,012 kg karbon. 0,012 kg karbon mengandung 6,02*1023 atom karbon. Dan porsi ini adalah 1 mol. Jumlah unit struktural yang sama terkandung dalam 1 mol zat apa pun. yaitu, mol adalah jumlah zat yang mengandung 6,02 * 1023 partikel. Nilai ini disebut konstanta Avogadro.

Kuantitas kimia dari setiap zat mengandung jumlah unit struktural yang sama. Tetapi untuk setiap zat, unit strukturalnya memiliki massanya sendiri. Oleh karena itu, massa dari jumlah kimia yang sama dari zat yang berbeda juga akan berbeda.

Massa molar adalah massa sebagian zat dengan jumlah kimia 1 mol. Itu sama dengan rasio massa m suatu zat dengan jumlah zat yang sesuai n

Dalam Sistem Satuan Internasional, massa molar dinyatakan dalam kg/mol, tetapi g/mol lebih umum digunakan dalam kimia.

Ini harus dicatat. Bahwa massa molar secara numerik bertepatan dengan massa atom dan molekul (dalam sma) dan dengan massa atom dan molekul relatif.

Tidak seperti padatan dan cairan, semua zat gas dengan kuantitas kimia 1 mol menempati volume yang sama (dalam kondisi yang sama) Nilai ini disebut volume molar dan dilambangkan

Karena Karena volume gas bergantung pada suhu dan tekanan, maka pada saat melakukan perhitungan, volume gas diambil pada kondisi normal (0?C dan tekanan 101,325 kPa). rasio volume setiap bagian gas dengan jumlah kimia gas adalah nilai konstan yang sama dengan 22,4 dm3/mol, mis. Volume molar gas apa pun dalam kondisi normal = 22,4 dm3/mol

Hubungan antara massa molar, volume molar dan densitas (massa liter)

c= M/ Vm, g/dm3

Konsep konsentrasi molar dapat merujuk pada molekul atau unit rumus zat terlarut, dan ekuivalennya. Dari sudut pandang fundamental, tidak masalah apa yang kita bicarakan: konsentrasi molekul asam sulfat - C (H2SO4) atau "setengah molekul asam sulfat" - C (1/2 H2SO4). Konsentrasi molar ekuivalen suatu zat dulu disebut konsentrasi normal. Selain itu, konsentrasi molar sering disebut molaritas, meskipun istilah seperti itu tidak dianjurkan (dapat dikacaukan dengan molalitas)

Molalitas zat terlarut adalah perbandingan jumlah zat dalam larutan dengan massa pelarut. Tentukan molalitas sebagai m(X), b(X), Cm(X):

Cm(X)= n(X)/mS

Satuan molalitas adalah mol/kg. Molalitas, menurut terminologi modern, bukanlah konsentrasi. Ini digunakan dalam kasus di mana solusi berada di bawah kondisi non-isotermal. Perubahan suhu mempengaruhi volume larutan dan dengan demikian menyebabkan perubahan konsentrasi - sementara molalitas tetap konstan.

Untuk karakterisasi kuantitatif larutan standar, biasanya digunakan konsentrasi molar (suatu zat atau setara zat)

Normalitas solusi. setara gram.

Konsentrasi larutan dalam analisis titrimetri sering dinyatakan dalam titer, yaitu menunjukkan berapa gram zat terlarut dalam 1 ml larutan. Bahkan lebih nyaman untuk mengekspresikannya dalam istilah normalitas.

Normalitas adalah angka yang menunjukkan berapa gram setara zat terlarut yang terkandung dalam 1 liter larutan.

Setara gram (g-setara) suatu zat adalah jumlah gram zat itu, yang secara kimia setara (setara) dengan satu gram atom hidrogen dalam reaksi ini.

Cn \u003d peq / V; Cn = z n/V,

Dimana peq adalah jumlah ekuivalen zat terlarut, peq = z n, V adalah volume larutan dalam liter, n adalah jumlah mol zat terlarut, z adalah valensi efektif zat terlarut

Untuk menemukan setara gram, Anda perlu menulis persamaan reaksi dan menghitung berapa gram zat tertentu yang sesuai dengan 1 gram atom hidrogen di dalamnya.

Sebagai contoh:

HCl + KOH KCl + H2O

Satu gram setara asam sama dengan satu gram molekul - satu mol (36,46 g) HCl, karena jumlah asam inilah yang sesuai dengan satu gram atom hidrogen yang berinteraksi dengan ion alkali hidroksil selama reaksi.

Dengan demikian, gram-molekul H2SO4 dalam reaksi:

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O

Sesuai dengan dua gram atom hidrogen. Jadi, gram ekivalen H2SO4 adalah? gram molekul (49,04 g).

Tidak seperti gram-molekul, gram-atom, jumlah ini tidak konstan, tetapi tergantung pada reaksi di mana zat tertentu terlibat.

Karena satu gram atom OH- bereaksi dengan satu gram atom H + dan, oleh karena itu, setara dengan yang terakhir, gram-ekuivalen basa ditemukan serupa, tetapi dengan satu-satunya perbedaan bahwa dalam kasus ini mereka harus dibagi dengan jumlah gram molekul yang berpartisipasi dalam reaksi ion OH-.

Seiring dengan ekivalen gram dalam kimia analitik, konsep ekivalen miligram sering digunakan. Setara miligram (setara mg) sama dengan seperseribu gram ekivalen (E:1000) dan merupakan berat ekivalen suatu zat yang dinyatakan dalam miligram. Misalnya, 1 g-eq HCl adalah 36,46 g, dan 1 meq HCl adalah 36,46 mg.

Dari konsep ekuivalen sebagai besaran yang ekuivalen secara kimia, maka ekuivalen gram adalah jumlah berat yang dengannya mereka bereaksi satu sama lain.

Jelas bahwa 1 mg-eq dari zat-zat ini, yaitu 0,001 g-eq, ada dalam 1 ml larutan satu-normal zat-zat ini. Oleh karena itu, normalitas suatu larutan menunjukkan berapa gram ekuivalen suatu zat yang terkandung dalam 1 liter atau berapa miligram ekuivalen zat yang terkandung dalam 1 ml larutan. Normalitas solusi dilambangkan dengan huruf n. Jika 1 liter larutan mengandung 1 g-persamaan. zat, maka solusi seperti itu disebut 1 normal (1 n), 2 g-eq - dua-normal (2 n), 0,5 g-eq - semi-normal, 0,1 g-eq - desinormal (0,1n), 0,01 g -eq - centinormal, 0,001 g-equiv - millinormal (0,001n). Tentu saja, normalitas larutan, sebagai tambahan, menunjukkan jumlah miligram ekuivalen zat terlarut dalam 1 ml larutan. Misalnya, larutan 1n mengandung 1 mEq, dan 0,5 n - 0,5 mEq zat terlarut per 1 ml. Pembuatan larutan normal memerlukan kemampuan untuk menghitung ekivalen gram asam, basa atau garam.

Setara gram adalah jumlah gram zat yang secara kimia setara (yaitu setara) dengan satu gram atom atau gram-ion hidrogen dalam reaksi tertentu.

Np: HCl + NaOH = NaCl + H2O

Dapat dilihat bahwa satu molekul gram HCl berpartisipasi dalam reaksi dengan satu ion gram H+ berinteraksi dengan ion OH-. Jelas, dalam hal ini, gram ekivalen HCl sama dengan gram molekulnya dan adalah 36,46 g. Namun, gram ekivalen asam, basa dan garam bergantung pada jalannya reaksi di mana mereka berpartisipasi. Untuk menghitungnya, dalam setiap kasus, sebuah persamaan ditulis dan ditentukan berapa gram zat yang sesuai dengan 1 gram atom hidrogen dalam reaksi ini. H-P, molekul asam fosfat H3PO4, berpartisipasi dalam reaksi

H3PO4 + NaOH=NaH2PO4+ H2O

Hanya menghasilkan satu ion H + dan ekivalen gramnya sama dengan satu gram molekul (98,0 g).Dalam reaksi

H3PO4 + 2NaOH = Na2HPO4+ 2H2O

setiap molekul sesuai dengan dua gram ion hidrogen. Oleh karena itu, persamaan gram. Apakah dia setara? gram molekul, yaitu 98:2=49g

Akhirnya, molekul H3PO4 juga dapat berpartisipasi dalam reaksi dengan tiga ion hidrogen:

H3PO4 + 3NaOH=Na3PO4+ 3H2O

jelas bahwa dalam reaksi ini molekul gram H3PO4 setara dengan tiga ion gram H+ dan gram setara asam adalah 1/3 dari gram molekul, yaitu. 98:3=32,67g

Basa gram-equiv-you juga bergantung pada sifat reaksi. Ketika menghitung gram ekivalen suatu basa, biasanya gram molekulnya dibagi dengan jumlah ion OH- yang berpartisipasi dalam reaksi, karena satu ion OH- gram setara dengan satu ion gram H+, Oleh karena itu, berdasarkan persamaan

Urutan konversi dari satu jenis konsentrasi ke yang lain. Perhitungan menggunakan konsentrasi molar

Dalam kebanyakan kasus, ketika menghitung menggunakan konsentrasi molar, satu hasil dari proporsi yang berkaitan dengan konsentrasi molar dan massa molar

Dimana C (X) adalah konsentrasi larutan dalam mol / l, M adalah massa molar, g / mol; m(X)/ adalah massa zat terlarut dalam gram, p(X) adalah jumlah zat terlarut dalam mol, Vp adalah volume larutan dalam liter Contoh, hitung konsentrasi molar 2 liter dari 80 g NaOH.

C(X) = m(X)/M Vp; M = 40 g/mol; C (X) \u003d 80g / 40g / mol * 2l \u003d 1 mol / l

Perhitungan menggunakan normalitas

Dimana Sp adalah konsentrasi larutan dalam mol / l; Massa M-molar, g/mol; m(X)/ adalah massa zat terlarut dalam gram, p(X) adalah jumlah zat terlarut dalam mol, Vp adalah volume larutan dalam liter.

Konsentrasi solusi dan metode ekspresinya (Analisis kimia dalam teknik tenaga termal, Moskow. Rumah Penerbit MPEI, 2008)

Rasio kuantitatif antara massa zat yang bereaksi dinyatakan oleh hukum ekivalen. Unsur-unsur kimia dan senyawanya masuk ke dalam reaksi kimia satu sama lain dalam jumlah massa yang ditentukan secara ketat sesuai dengan ekuivalen kimianya.

Biarkan reaksi berikut terjadi dalam sistem:

aX+ b Y > Produk reaksi.

Persamaan reaksi juga dapat ditulis sebagai

X + b/a Y > Produk reaksi,

yang berarti bahwa satu partikel zat X setara dengan b/a partikel zat Y.

Sikap

Faktor ekivalen, nilai tak berdimensi yang tidak melebihi 1. Penggunaannya sebagai nilai pecahan sangat tidak nyaman. Lebih sering, kebalikan dari faktor ekuivalen digunakan - angka ekuivalen (atau angka ekuivalen) z;

Nilai z ditentukan oleh reaksi kimia di mana zat tertentu berpartisipasi.

Ada dua definisi yang setara:

  • 1. Setara adalah partikel nyata atau bersyarat tertentu yang dapat menempel, melepaskan, atau dengan cara lain setara dengan satu ion hidrogen dalam reaksi asam-basa atau satu elektron dalam reaksi redoks.
  • 2. Setara - partikel kondisional suatu zat, z kali lebih kecil dari unit rumus yang sesuai. Satuan rumus dalam kimia sebenarnya adalah partikel yang ada, seperti atom, molekul, ion, radikal, molekul kondisional zat kristal dan polimer.

Satuan jumlah ekivalen zat adalah mol atau mmol (sebelumnya g-eq atau mg-eq). Nilai yang diperlukan untuk perhitungan adalah massa molar ekuivalen zat Meq (Y), g / mol, sama dengan perbandingan massa zat mY dengan jumlah ekuivalen zat neq (Y):

Meq(Y) = mY / neq(Y)

sejak neq

karena itu

Meq(Y) = SAYA / zY

di mana MY adalah massa molar zat Y, g/mol; nY adalah jumlah zat Y, mol; zY adalah bilangan ekivalen.

Konsentrasi suatu zat adalah besaran fisika (berdimensi atau tidak berdimensi) yang menentukan komposisi kuantitatif suatu larutan, campuran atau lelehan. Berbagai metode digunakan untuk menyatakan konsentrasi suatu larutan.

Konsentrasi molar zat B atau konsentrasi jumlah zat - rasio jumlah zat terlarut B dengan volume larutan, mol / dm3,

St = nv / Vp = mv / Mv Vp

di mana nv adalah jumlah zat, mol; Vp adalah volume larutan, dm3; MB -- massa molar zat, g/mol; mB adalah massa zat terlarut, g.

Bentuk singkatan dari unit konsentrasi molar M = mol/dm3 mudah digunakan.

Konsentrasi molar ekuivalen zat B - rasio jumlah ekuivalen zat B dengan volume larutan, mol / dm3? n:

Seq (V) \u003d n equiv (V) / Vp \u003d mv / Mv Vp \u003d mv zv / Mv Vp

di mana neq adalah jumlah ekuivalen zat, mol; Meq -- massa molar ekivalen zat, g/mol; zB adalah bilangan ekivalen.

Penggunaan istilah "normalitas" dan "konsentrasi normal" dan satuan pengukuran g-eq/dm3, mg-eq/dm3 tidak direkomendasikan, serta simbol N, untuk singkatan sebutan konsentrasi molar zat yang setara .

Konsentrasi massa zat B - rasio massa zat terlarut B dengan volume larutan, g / dm3,

Fraksi massa zat terlarut B adalah perbandingan massa zat terlarut B dengan massa larutan:

Sv = mv / mr = mv / s Vp

di mana mr adalah massa larutan, g; c adalah massa jenis larutan, g/cm3.

Penggunaan istilah "konsentrasi persen" tidak dianjurkan.

Fraksi mol zat terlarut B adalah perbandingan jumlah zat ini dengan jumlah total semua zat yang menyusun larutan, termasuk pelarut,

XV = nV / ? nih, ? ni = nВ + n1 + n2 +.....+ ni

Molalitas zat B dalam larutan adalah banyaknya zat terlarut B yang terkandung dalam 1 kg pelarut, mol/kg,

Cm \u003d nv / ms \u003d mv / Mv ms

di mana ms adalah massa pelarut, kg.

Titer - Titer larutan zat B adalah konsentrasi larutan standar sama dengan massa zat B yang terkandung dalam 1 cm3 larutan, g/cm3,

Saat ini, penggunaan banyak istilah tidak dianjurkan, tetapi dalam praktik pengolahan air dan dalam produksi, spesialis menggunakan istilah dan unit pengukuran ini, oleh karena itu, untuk menghilangkan perbedaan, istilah dan unit pengukuran biasa akan digunakan. di masa depan, dan terminologi baru akan ditunjukkan dalam tanda kurung.

Menurut hukum kesetaraan, zat bereaksi dalam jumlah yang setara:

neq (X) = neq (Y), dan neq (X) = Seq (X) Vx dan neq (Y) = Seq (Y) Vy

oleh karena itu, seseorang dapat menulis

Seq (X) Vx = Seq (Y) Vy

di mana neqv(X) dan neqv(Y) -- jumlah ekuivalen zat, mol; Seq (X) dan Seq (Y) - konsentrasi normal, g-eq / dm3 (konsentrasi molar setara zat, mol / dm3); VX dan VY adalah volume larutan yang bereaksi, dm3.

Mari kita asumsikan bahwa perlu untuk menentukan konsentrasi larutan zat yang dititrasi X-- Ceq(X). Untuk melakukan ini, ukur secara akurat alikuot dari larutan VX ini. Kemudian dilakukan reaksi titrasi dengan larutan zat Y dengan konsentrasi Ceq (Y) dan dicatat berapa larutan yang digunakan untuk titrasi VY - titran. Selanjutnya, menurut hukum ekivalen, kita dapat menghitung konsentrasi larutan zat X yang tidak diketahui:

Kesetimbangan dalam larutan. Solusi dan suspensi yang benar. Kesetimbangan dalam sistem "endapan - larutan jenuh". Kesetimbangan kimia

Reaksi kimia dapat berlangsung sedemikian rupa sehingga zat yang diambil sepenuhnya diubah menjadi produk reaksi - seperti yang mereka katakan, reaksi berakhir. Reaksi seperti itu disebut ireversibel. Contoh reaksi ireversibel adalah dekomposisi hidrogen peroksida:

2H2O2 = 2H2O + O2 ^

Reaksi reversibel berlangsung secara simultan dalam 2 arah yang berlawanan. karena produk yang diperoleh sebagai hasil reaksi berinteraksi satu sama lain untuk membentuk zat awal.Misalnya: ketika uap yodium berinteraksi dengan hidrogen pada 300 ° C, hidrogen iodida terbentuk:

Namun, pada 300?C, hidrogen iodida terurai:

Kedua reaksi dapat dinyatakan dengan satu persamaan umum, menggantikan tanda sama dengan dengan tanda reversibilitas:

Reaksi antara zat awal disebut reaksi langsung, dan lajunya tergantung pada konsentrasi zat awal. Reaksi kimia antara produk disebut reaksi balik, dan lajunya tergantung pada konsentrasi zat awal. Reaksi kimia antara produk disebut reaksi balik, dan lajunya tergantung pada konsentrasi zat yang diperoleh. Pada awal proses reversibel, laju reaksi maju maksimum, dan laju sebaliknya adalah nol. Selama proses berlangsung, laju reaksi langsung menurun, karena konsentrasi zat yang diambil berkurang, dan laju reaksi balik meningkat, karena konsentrasi zat yang diperoleh meningkat. Ketika laju kedua reaksi menjadi sama, keadaan yang disebut kesetimbangan kimia terjadi. Dalam kesetimbangan kimia, baik reaksi maju maupun reaksi balik tidak berhenti; keduanya bergerak dengan kecepatan yang sama. Oleh karena itu, kesetimbangan kimia adalah kesetimbangan dinamis yang bergerak. Keadaan kesetimbangan kimia dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang bereaksi, suhu, dan untuk zat gas - tekanan dalam sistem.

Dengan mengubah kondisi ini, dimungkinkan untuk menggeser kesetimbangan ke kanan (dalam hal ini, hasil produk akan meningkat) atau ke kiri. Kimia offset. kesetimbangan mematuhi prinsip Le Chatelier:

Di bawah kesetimbangan keadaan tunak, produk dari konsentrasi produk reaksi dibagi dengan produk dari konsentrasi bahan awal (untuk reaksi tertentu, T = konstanta) adalah nilai konstan yang disebut konstanta kesetimbangan.

Ketika kondisi eksternal berubah, kesetimbangan kimia bergeser ke arah reaksi yang melemahkan pengaruh eksternal ini. Jadi, dengan peningkatan konsentrasi zat yang bereaksi, kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan produk reaksi. Masuknya sejumlah tambahan reaktan ke dalam sistem kesetimbangan mempercepat reaksi di mana reaktan dikonsumsi. Peningkatan konsentrasi zat awal menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan produk reaksi. Peningkatan konsentrasi produk reaksi menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan bahan awal.

Reaksi yang terjadi dalam proses analisis kimia. Jenis-jenis reaksi. Ciri. Jenis-jenis reaksi kimia

Reaksi kimia dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis utama:

penguraian

koneksi

pengganti

Reaksi dekomposisi-

disebut kimia seperti itu. reaksi, pada kucing. dari satu hal yang kompleks-va ternyata dua atau lebih. zat sederhana atau kompleks:

2H2O > 2H2^ +O2^3

Reaksi senyawa adalah reaksi semacam itu, di mana satu zat kompleks terbentuk dari dua atau lebih zat sederhana atau kompleks:

Reaksi substitusi adalah reaksi yang terjadi antara zat sederhana dan zat kompleks, dengan kucing.

atom itu sederhana. benda menggantikan atom salah satu unsur dalam zat kompleks:

Fe+CuCl2> Cu+FeCl2

Zn+CuCl2>ZnCl2+Cu

Reaksi pertukaran adalah reaksi di mana dua zat kompleks

menukar bagian-bagian penyusunnya, membentuk dua zat baru:

NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3

Menurut pelepasan dan penyerapan energi, reaksi kimia dibagi menjadi eksoterm, terjadi dengan pelepasan panas ke lingkungan dan endoterm, terjadi dengan penyerapan panas dari lingkungan.

Ilmu tentang metode untuk menganalisis komposisi analit, (dalam arti luas) dan metode untuk studi kimia komprehensif zat yang mengelilingi kita di Bumi disebut kimia analitik. Pokok bahasan kimia analitik adalah teori dan praktik berbagai metode analisis. Analisis suatu zat dilakukan untuk menetapkan komposisi kimia kualitatif atau kuantitatifnya.

Tugas analisis kualitatif adalah menemukan unsur-unsur, kadang-kadang senyawa yang membentuk zat yang diteliti.Analisis kuantitatif memungkinkan untuk menentukan rasio kuantitatif komponen-komponen ini.

Dalam analisis kualitatif, untuk menetapkan komposisi analit, zat lain ditambahkan ke dalamnya, menyebabkan transformasi kimia seperti itu, yang disertai dengan pembentukan senyawa baru dengan sifat spesifik:

  • - keadaan fisik tertentu (endapan, cair, gas)
  • - Kelarutan yang diketahui dalam air, asam, alkali dan pelarut lainnya
  • - warna khas
  • - struktur kristal atau amorf
  • - bau

Analisis kualitatif dalam studi tentang komposisi zat yang tidak diketahui selalu mendahului kuantitatif, karena. pilihan metode untuk mengukur konstituen analit tergantung pada data yang diperoleh dengan menggunakan analisis kualitatif. Hasil analisis kualitatif tidak memungkinkan untuk menilai sifat bahan yang diteliti, karena sifat ditentukan tidak hanya oleh bagian mana dari objek yang diteliti, tetapi juga oleh rasio kuantitatifnya. Saat memulai analisis kuantitatif, perlu diketahui dengan tepat komposisi kualitatif zat yang diteliti; mengetahui komposisi kualitatif zat dan perkiraan kandungan komponen, dimungkinkan untuk memilih metode yang tepat untuk penentuan kuantitatif elemen yang menarik bagi kami.

Dalam praktiknya, tugas yang dihadapi analis biasanya sangat disederhanakan karena fakta bahwa komposisi kualitatif dari sebagian besar bahan yang dipelajari sudah diketahui dengan baik.

Metode analisis kuantitatif

Metode analisis kuantitatif, tergantung pada sifat teknik eksperimental yang digunakan untuk penentuan akhir bagian penyusun analit, dibagi menjadi 3 kelompok:

  • - bahan kimia
  • - fisik
  • - fisiko-kimia (instrumental)

Metode fisik - metode analisis yang dengannya Anda dapat menentukan komposisi zat yang diteliti, tanpa menggunakan reaksi kimia. Metode fisik meliputi:

  • - analisis spektral - berdasarkan studi spektrum emisi (atau emisi dan penyerapan zat yang diteliti)
  • - luminescent (fluorescent) - analisis berdasarkan pengamatan pendaran (glow) zat yang dianalisis, yang disebabkan oleh aksi sinar ultraviolet
  • - struktur sinar-x - berdasarkan penggunaan sinar-x untuk mempelajari struktur materi
  • - analisis spektrometri massa
  • - metode berdasarkan pengukuran densitas senyawa yang dipelajari

Metode fisika-kimia didasarkan pada studi tentang fenomena fisika yang terjadi selama reaksi kimia, disertai dengan perubahan warna larutan, intensitas warna (kolorimetri), daya hantar listrik (konduktometri).

Metode kimia didasarkan pada penggunaan sifat kimia unsur atau ion.

Bahan kimia

Fisiko-kimia

Gravimetri

Titrimetri

Kolorimetri

Elektrokimia

Metode analisis kuantitatif terdiri dari pengukuran yang tepat dari massa komponen sampel yang dianalisis, diisolasi dalam bentuk senyawa yang komposisinya diketahui atau dalam bentuk unsur. Nama klasik dari metode bobot

Metode analisis kuantitatif didasarkan pada pengukuran volume (atau massa) larutan reagen yang konsentrasinya diketahui, dikonsumsi untuk reaksi dengan analit. Mereka dibagi menurut jenis reaksi menjadi 4 metode:

  • - asam basa (alkalinitas, keasaman)
  • - redoks (bikromat - zat dititrasi dengan larutan kalium dikromat, permanganatometri, iodometri) - kompleksometri:
  • (titran Trilon B)

Metode analisis kuantitatif berdasarkan penilaian intensitas warna larutan (secara visual atau dengan bantuan instrumen yang sesuai). Penentuan fotometrik hanya mungkin jika warna larutan tidak terlalu pekat, oleh karena itu, larutan yang sangat encer digunakan untuk pengukuran tersebut. Dalam praktiknya, penentuan fotometrik terutama sering digunakan ketika kandungan elemen yang sesuai dalam objek yang diteliti rendah dan ketika metode analisis gravimetri dan titrimetri tidak sesuai. Kecepatan penentuan berkontribusi pada meluasnya penggunaan metode fotometrik.

Metode analisis kuantitatif, mempertahankan prinsip penentuan titrimetri yang biasa, tetapi momen penyelesaian reaksi yang sesuai ditentukan dengan mengukur konduktivitas listrik larutan (metode konduktometri), atau dengan mengukur potensi satu atau lain elektroda yang direndam. dalam larutan uji (metode potensiometri)

Dalam analisis kuantitatif, metode makro, mikro dan semi mikro dibedakan.

Dalam analisis makro, sampel yang relatif besar (sekitar 0,1 g atau lebih) dari larutan padat atau volume besar yang diselidiki (beberapa puluh mililiter atau lebih) diambil. Alat kerja utama dalam metode ini adalah timbangan analitik, yang memungkinkan penimbangan dengan akurasi 0,0001-0,0002 g, tergantung pada desain timbangan (yaitu 0,1-0,2 mg).

Dalam metode analisis kuantitatif mikro dan semi-mikro, digunakan penimbangan dari 1 hingga 50 mg dan volume larutan dari sepersepuluh mililiter hingga beberapa mililiter. untuk metode ini, timbangan yang lebih sensitif digunakan, seperti timbangan mikro (akurasi penimbangan hingga 0,001 mg), serta peralatan yang lebih akurat untuk mengukur volume larutan.

Analisis volumetrik, esensi dan karakteristik metode. Konsep titrasi, titer. Teknik titrasi umum, metode pengaturan titer

Analisis titrimetri (volumetrik) Esensi analisis.

Analisis titrimetri menawarkan keuntungan besar dibandingkan analisis gravimetri dalam hal kecepatan. Dalam analisis titrimetri, volume larutan reagen yang digunakan untuk reaksi diukur, konsentrasi (atau titernya) selalu diketahui dengan tepat. Titer biasanya dipahami sebagai jumlah gram atau miligram zat terlarut yang terkandung dalam 1 ml larutan. Jadi, dalam analisis titrimetri, penentuan kuantitatif bahan kimia paling sering dilakukan dengan mengukur volume larutan dua zat yang bereaksi satu sama lain secara akurat.

Dalam analisis, larutan reagen yang dititrasi ditempatkan dalam bejana pengukur yang disebut buret, dan secara bertahap dituangkan ke dalam larutan uji sampai diperoleh dengan satu atau lain cara bahwa jumlah reagen yang dihabiskan setara dengan jumlah reagen yang digunakan. analit Operasi ini disebut titrasi.

Zat yang dapat dititrasi adalah zat yang konsentrasi larutannya akan ditentukan. Dalam hal ini, volume larutan zat yang dapat dititrasi harus diketahui.

Titran adalah larutan reagen yang digunakan untuk titrasi, yang konsentrasinya diketahui dengan akurasi tinggi. Ini sering disebut sebagai larutan standar (bekerja) atau dititrasi.

Solusinya dapat disiapkan dengan beberapa cara:

  • - sesuai dengan berat yang tepat dari zat awal (hanya senyawa stabil yang murni secara kimia, komposisi yang secara ketat sesuai dengan rumus kimia, serta zat yang mudah dibersihkan, dapat digunakan sebagai zat awal);
  • - menurut fixanal (sesuai dengan jumlah zat yang ditentukan secara ketat, biasanya 0,1 mol atau fraksinya, ditempatkan dalam ampul kaca);
  • - berdasarkan perkiraan berat dengan penentuan konsentrasi selanjutnya sesuai dengan standar primer (perlu memiliki standar primer - zat kimia murni dengan komposisi yang diketahui persis yang memenuhi persyaratan yang relevan);
  • - dengan mengencerkan larutan yang telah disiapkan sebelumnya dengan konsentrasi yang diketahui.

Titrasi adalah metode utama analisis titrimetri, yang terdiri dari penambahan bertahap larutan pereaksi yang konsentrasinya diketahui dari buret (titran) ke larutan yang dianalisis sampai titik ekivalen tercapai. Seringkali memperbaiki titik ekivalen. Hal ini dimungkinkan karena fakta bahwa reagen berwarna berubah warna selama reaksi (selama titrasi oksidasi). Atau zat ditambahkan ke larutan uji yang mengalami perubahan selama titrasi dan dengan demikian memungkinkan penetapan titik ekivalen, zat ini disebut indikator. Karakteristik utama indikator dianggap bukan nilai titik akhir titrasi, tetapi interval transisi warna indikator. Perubahan warna indikator menjadi terlihat oleh mata manusia bukan pada nilai pT tertentu,

Interval transisi indikator asam-basa

Indikator

transisi, pH

bentuk asam

Bentuk utama

Alizarin kuning

ungu

timolftalein

Tanpa warna

Fenolftalein

Tanpa warna

Kresol ungu

Ungu

merah fenol

Bromotimol biru

metil merah

metil oranye

Bromofenol biru

Namun, meskipun indikator tersedia, penggunaannya tidak selalu memungkinkan. Secara umum, larutan berwarna pekat atau keruh tidak boleh dititrasi dengan indikator, karena perubahan warna indikator menjadi sulit untuk dibedakan.

Dalam kasus seperti itu, titik ekivalen kadang-kadang ditetapkan dengan mengubah beberapa sifat fisik larutan selama titrasi. Metode analisis elektrotitrimetri didasarkan pada prinsip ini. Misalnya, metode konduktometri, di mana titik ekivalen ditemukan dengan mengukur daya hantar listrik larutan; metode potensiometri berdasarkan pengukuran potensial redoks suatu larutan (metode titrasi potensiometri).

Selain itu, larutan reagen titrasi yang ditambahkan perlu digunakan secara eksklusif untuk reaksi dengan analit, yaitu. selama titrasi, tidak boleh terjadi reaksi samping yang membuat penghitungan hasil analisis yang akurat menjadi tidak mungkin. Dengan cara yang sama, tidak adanya zat dalam larutan yang mengganggu jalannya reaksi atau mencegah fiksasi titik ekivalen diperlukan.

Hanya interaksi kimia antara zat yang dititrasi dan titran yang memenuhi persyaratan berikut yang dapat digunakan sebagai reaksi:

  • 1) reaksi harus benar-benar stoikiometrik, yaitu komposisi kimia zat yang dapat dititrasi, titran dan produk reaksi harus ditentukan secara ketat dan tidak berubah;
  • 2) reaksi harus berlangsung cepat, karena perubahan dapat terjadi dalam larutan untuk waktu yang lama (akibat reaksi yang bersaing), sifat dan pengaruhnya terhadap reaksi titrasi utama cukup sulit diprediksi dan diperhitungkan;
  • 3) reaksi harus berlangsung secara kuantitatif (jika mungkin sepenuhnya), yaitu. konstanta kesetimbangan reaksi titrasi harus setinggi mungkin;
  • 4) harus ada cara untuk menentukan akhir reaksi. .

Dalam titrimetri, opsi titrasi berikut dibedakan:

  • - metode titrasi langsung. Titran ditambahkan langsung ke zat yang akan dititrasi. Metode ini digunakan jika semua persyaratan untuk reaksi titrasi terpenuhi;
  • - metode titrasi balik. Kelebihan titran yang diketahui ditambahkan ke zat yang akan dititrasi, reaksi diselesaikan, dan kemudian kelebihan titran yang tidak bereaksi dititrasi dengan titran lain, yaitu. titran yang digunakan di bagian pertama percobaan itu sendiri diubah menjadi zat yang dapat dititrasi di bagian kedua percobaan. Metode ini digunakan jika laju reaksi rendah, tidak mungkin untuk memilih indikator, efek samping diamati (misalnya, kehilangan analit karena volatilitasnya), atau reaksi tidak terjadi secara stoikiometri; - metode titrasi tidak langsung dengan substituen. Reaksi stoikiometri dari senyawa yang dapat dititrasi dengan pereaksi lain dilakukan, dan senyawa baru yang dihasilkan dari reaksi ini dititrasi dengan titran yang sesuai. Metode ini digunakan jika reaksi non-stoikiometrik atau berlangsung lambat.

Solusi- sistem homogen (homogen) dari komposisi variabel, yang mengandung dua atau lebih komponen.

Solusi cair adalah yang paling umum. Mereka terdiri dari pelarut (cair) dan zat terlarut (gas, cair, padat):

Larutan cair mungkin berair atau tidak berair. Solusi berair adalah larutan yang pelarutnya adalah air. Solusi non-air- ini adalah larutan di mana cairan lain (, eter, dll.) adalah pelarut. Dalam praktiknya, larutan berair paling sering digunakan.

Kelarutan zat

Pembubaran merupakan proses fisika dan kimia yang kompleks. Penghancuran struktur zat terlarut dan distribusi partikelnya di antara molekul pelarut adalah proses fisik. Pada saat yang sama, molekul pelarut berinteraksi dengan partikel zat terlarut, mis. proses kimia. Sebagai hasil dari interaksi ini, solvat terbentuk.

pelarut- produk komposisi variabel, yang terbentuk selama interaksi kimia partikel zat terlarut dengan molekul pelarut.

Jika pelarutnya adalah air, maka zat terlarut yang dihasilkan disebut menghidrasi. Proses pembentukan solvat disebut solusi. Proses pembentukan hidrat disebut hidrasi. Hidrat dari beberapa zat dapat diisolasi dalam bentuk kristal dengan menguapkan larutan. Sebagai contoh:

Apa itu zat kristal biru dan bagaimana pembentukannya? Ketika tembaga (II) sulfat dilarutkan dalam air, ia berdisosiasi menjadi ion:

Ion yang dihasilkan berinteraksi dengan molekul air:

Ketika larutan diuapkan, hidrat kristal tembaga (II) sulfat terbentuk - CuSO 4 5H 2 O.

Zat kristal yang mengandung molekul air disebut hidrat kristal. Air yang termasuk dalam komposisinya disebut air kristalisasi. Contoh hidrat kristalin:

Untuk pertama kalinya, gagasan tentang sifat kimia dari proses pelarutan diungkapkan oleh D. I. Mendeleev dalam karyanya kimia (hidrat) teori solusi(1887). Bukti sifat fisikokimia dari proses pelarutan adalah efek termal selama pelarutan, yaitu pelepasan atau penyerapan panas.

Efek termal dari pelarutan sama dengan jumlah efek termal dari proses fisik dan kimia. Proses fisik berlangsung dengan penyerapan panas, kimia - dengan pelepasan.

Jika sebagai akibat hidrasi (solvasi) lebih banyak panas yang dilepaskan daripada yang diserap selama penghancuran struktur zat, maka pembubaran adalah proses eksotermik. Pelepasan panas diamati, misalnya, ketika zat seperti, AgNO 3, ZnSO 4, dll. dilarutkan dalam air.

Jika lebih banyak panas yang dibutuhkan untuk menghancurkan struktur suatu zat daripada yang dihasilkan selama hidrasi, maka pembubaran adalah proses endotermik. Hal ini terjadi misalnya ketika NaNO 3, KCl, K 2 SO 4, KNO 2, NH 4 Cl, dll dilarutkan dalam air.

Kelarutan zat

Kita tahu bahwa beberapa zat larut dengan baik, yang lain buruk. Ketika zat dilarutkan, larutan jenuh dan tidak jenuh terbentuk.

larutan jenuh adalah larutan yang mengandung jumlah maksimum zat terlarut pada suhu tertentu.

larutan tak jenuh adalah larutan yang mengandung lebih sedikit zat terlarut daripada jenuh pada suhu tertentu.

Sifat kuantitatif kelarutan adalah faktor kelarutan. Koefisien kelarutan menunjukkan berapa massa maksimum suatu zat yang dapat dilarutkan dalam 1000 ml pelarut pada suhu tertentu.

Kelarutan dinyatakan dalam gram per liter (g/l).

Berdasarkan kelarutannya dalam air, zat dibagi menjadi 3 kelompok:

Tabel kelarutan, dan dalam air:

Kelarutan zat tergantung pada sifat pelarut, sifat zat terlarut, suhu, tekanan (untuk gas). Kelarutan gas berkurang dengan meningkatnya suhu, dan meningkat dengan meningkatnya tekanan.

Ketergantungan kelarutan zat padat pada suhu ditunjukkan oleh kurva kelarutan. Kelarutan banyak padatan meningkat dengan meningkatnya suhu.

Kurva kelarutan dapat digunakan untuk menentukan: 1) koefisien kelarutan zat pada suhu yang berbeda; 2) massa zat terlarut yang mengendap ketika larutan didinginkan dari t 1 o C ke t 2 o C.

Proses pemisahan zat dengan cara menguapkan atau mendinginkan larutan jenuhnya disebut rekristalisasi. Rekristalisasi digunakan untuk memurnikan zat.

Kelarutan adalah kemampuan suatu zat untuk larut dalam air. Beberapa zat larut sangat baik dalam air, beberapa bahkan dalam jumlah yang tidak terbatas. Lainnya - hanya dalam jumlah kecil, dan yang lain - hampir tidak larut sama sekali. Oleh karena itu, zat dibagi menjadi larut, sedikit larut dan praktis tidak larut.

Zat terlarut adalah zat yang larut dalam 100 g air dalam jumlah lebih dari 1 g (NaCl, Gula, HCl, KNO 3). Zat sedikit larut larut dalam jumlah 0,01 g sampai 1 g dalam 100 g air (Ca(OH) 2, CaSO 4). Praktis zat tidak larut tidak dapat larut dalam 100 g air dalam jumlah yang lebih besar dari 0,01 g (logam, CaCO 3 , BaSO 4).

Selama reaksi kimia dalam larutan berair, zat yang tidak larut dapat terbentuk, yang mengendap atau berada dalam suspensi, membuat larutan menjadi keruh.

Ada tabel kelarutan dalam air asam, basa dan garam, yang mencerminkan apakah senyawa tersebut larut. Semua garam kalium dan natrium, serta semua nitrat (garam asam nitrat) sangat larut dalam air. Dari sulfat (garam dari asam sulfat), kalsium sulfat sedikit larut, barium dan timbal sulfat tidak larut. Timbal klorida sedikit larut, sedangkan perak klorida tidak larut.

Jika ada tanda hubung dalam sel tabel kelarutan, ini berarti senyawa tersebut bereaksi dengan air, menghasilkan pembentukan zat lain, yaitu senyawa tersebut tidak ada dalam air (misalnya, aluminium karbonat).

Semua padatan, bahkan yang sangat larut dalam air, hanya larut dalam jumlah tertentu. Kelarutan zat dinyatakan sebagai bilangan yang menunjukkan massa terbesar suatu zat yang dapat larut dalam 100 g air pada kondisi tertentu (biasanya suhu). Jadi pada 20 ° C, 36 g garam meja (natrium klorida NaCl), lebih dari 200 g gula dilarutkan dalam air.

Di sisi lain, tidak ada zat yang tidak larut sama sekali. Setiap zat yang praktis tidak larut, bahkan dalam jumlah yang sangat kecil, tetapi larut dalam air. Misalnya, kapur larut dalam 100 g air pada suhu kamar dalam jumlah 0,007 g.

Sebagian besar zat larut lebih baik dalam air dengan meningkatnya suhu. Namun, NaCl hampir sama larutnya pada suhu berapa pun, sedangkan Ca(OH)2 (kapur) lebih larut pada suhu yang lebih rendah. Berdasarkan ketergantungan kelarutan zat pada suhu, kurva kelarutan dibangun.

Jika sejumlah zat tertentu masih dapat larut dalam larutan pada suhu tertentu, maka larutan seperti itu disebut tidak jenuh. Jika batas kelarutan tercapai, dan tidak ada lagi zat yang dapat larut, maka dikatakan larutan tersebut jenuh.

Ketika larutan jenuh didinginkan, kelarutan zat berkurang, dan, akibatnya, ia mulai mengendap. Seringkali zat dilepaskan dalam bentuk kristal. Untuk garam yang berbeda, kristal memiliki bentuknya sendiri. Jadi kristal garam meja berbentuk kubik, dalam kalium nitrat mereka terlihat seperti jarum.

Dalam kehidupan sehari-hari, orang jarang menjumpai zat murni. Sebagian besar benda adalah campuran zat.

Larutan adalah campuran homogen yang komponen-komponennya tercampur secara merata. Ada beberapa jenis menurut ukuran partikel: sistem kasar, larutan molekuler dan sistem koloid, yang sering disebut sol. Artikel ini membahas solusi molekuler (atau benar). Kelarutan zat dalam air merupakan salah satu syarat utama yang mempengaruhi pembentukan senyawa.

Kelarutan zat: apa itu dan mengapa itu dibutuhkan

Untuk memahami topik ini, Anda perlu mengetahui apa itu larutan dan kelarutan zat. Secara sederhana, ini adalah kemampuan suatu zat untuk bergabung dengan yang lain dan membentuk campuran homogen.

Dari sudut pandang ilmiah, definisi yang lebih kompleks dapat dipertimbangkan.

Kelarutan zat adalah kemampuannya untuk membentuk komposisi homogen (atau heterogen) dengan satu atau lebih zat dengan distribusi komponen yang tersebar. Ada beberapa golongan zat dan senyawa:

  • larut;
  • sedikit larut;
  • tidak larut.

Apa ukuran kelarutan suatu zat?

suatu zat dalam campuran jenuh adalah ukuran kelarutannya. Seperti disebutkan di atas, untuk semua zat berbeda. Larut adalah mereka yang dapat melarutkan lebih dari 10g diri mereka sendiri dalam 100g air. Kategori kedua kurang dari 1 g dalam kondisi yang sama. Praktis tidak larut adalah mereka dalam campuran yang kurang dari 0,01 g komponen lewat. Dalam hal ini, zat tidak dapat mentransfer molekulnya ke air.

Berapakah koefisien kelarutan

Koefisien kelarutan (k) adalah indikator massa maksimum suatu zat (g) yang dapat dilarutkan dalam 100 g air atau zat lain.

Pelarut

Proses ini melibatkan pelarut dan zat terlarut. Yang pertama berbeda karena awalnya berada dalam keadaan agregasi yang sama dengan campuran akhir. Sebagai aturan, itu diambil dalam jumlah yang lebih besar.

Namun, banyak orang tahu bahwa air menempati tempat khusus dalam kimia. Ada aturan tersendiri untuk itu. Suatu larutan yang mengandung H2O disebut larutan berair.

Ketika berbicara tentang mereka, cairan itu adalah ekstraktan meskipun dalam jumlah yang lebih kecil. Contohnya adalah larutan asam nitrat 80% dalam air.

Proporsi di sini tidak sama.Meskipun proporsi air lebih kecil dari pada asam, tidak benar menyebut zat itu sebagai larutan 20% air dalam asam nitrat.

Ada campuran yang tidak mengandung H2O. Mereka akan menyandang nama seine. Larutan elektrolit seperti itu adalah konduktor ionik. Mereka mengandung ekstraktan tunggal atau campuran. Mereka terdiri dari ion dan molekul. Mereka digunakan dalam industri seperti obat-obatan, produksi bahan kimia rumah tangga, kosmetik dan area lainnya.

Mereka dapat menggabungkan beberapa zat yang diinginkan dengan kelarutan yang berbeda. Komponen dari banyak produk yang diterapkan secara eksternal bersifat hidrofobik. Dengan kata lain, mereka tidak berinteraksi dengan baik dengan air. Dalam campuran seperti itu, pelarut mungkin mudah menguap, tidak mudah menguap, atau digabungkan.

Zat organik dalam kasus pertama melarutkan lemak dengan baik. Zat yang mudah menguap antara lain alkohol, hidrokarbon, aldehida, dan lain-lain. Mereka sering dimasukkan dalam bahan kimia rumah tangga. Non-volatile paling sering digunakan untuk pembuatan salep. Ini adalah minyak lemak, parafin cair, gliserin dan lainnya.

Gabungan adalah campuran yang mudah menguap dan tidak mudah menguap, misalnya etanol dengan gliserin, gliserin dengan dimexide. Mereka mungkin juga mengandung air.

Larutan jenuh adalah campuran bahan kimia yang mengandung konsentrasi maksimum satu zat dalam pelarut pada suhu tertentu. Itu tidak akan berkembang biak lebih jauh.

Dalam persiapan zat padat, presipitasi terlihat, yang berada dalam keseimbangan dinamis dengannya.

Konsep ini berarti keadaan yang bertahan dalam waktu karena alirannya secara simultan dalam dua arah yang berlawanan (reaksi maju dan mundur) pada kecepatan yang sama.

Jika suatu zat masih dapat terurai pada suhu konstan, maka larutan ini tidak jenuh. Mereka stabil. Tetapi jika Anda terus menambahkan zat ke dalamnya, maka zat itu akan diencerkan dalam air (atau cairan lain) hingga mencapai konsentrasi maksimumnya.

Jenis lain adalah jenuh. Ini mengandung lebih banyak zat terlarut daripada yang bisa ada pada suhu konstan. Karena fakta bahwa mereka berada dalam keseimbangan yang tidak stabil, kristalisasi terjadi ketika mereka terpengaruh secara fisik.

Bagaimana cara membedakan larutan jenuh dari larutan tak jenuh?

Ini cukup mudah untuk dilakukan. Jika zatnya padat, maka endapan dapat dilihat dalam larutan jenuh.

Dalam hal ini, ekstraktan dapat mengental, seperti, misalnya, dalam komposisi jenuh, air yang telah ditambahkan gula.

Tetapi jika Anda mengubah kondisinya, menaikkan suhu, maka itu tidak lagi dianggap jenuh, karena pada suhu yang lebih tinggi konsentrasi maksimum zat ini akan berbeda.

Teori interaksi komponen solusi

Ada tiga teori tentang interaksi unsur-unsur dalam campuran: fisika, kimia dan modern. Penulis yang pertama adalah Svante August Arrhenius dan Wilhelm Friedrich Ostwald.

Mereka berasumsi bahwa, karena difusi, partikel pelarut dan zat terlarut terdistribusi secara merata di seluruh volume campuran, tetapi tidak ada interaksi di antara mereka. Teori kimia yang dikemukakan oleh Dmitri Ivanovich Mendeleev adalah kebalikannya.

Menurutnya, sebagai hasil interaksi kimia di antara mereka, senyawa yang tidak stabil dengan komposisi konstan atau variabel terbentuk, yang disebut solvat.

Saat ini, teori terpadu Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky dan Ivan Alekseevich Kablukov digunakan. Ini menggabungkan fisik dan kimia. Teori modern mengatakan bahwa dalam larutan ada partikel zat yang tidak berinteraksi dan produk interaksinya - solvat, keberadaannya dibuktikan Mendeleev.

Ketika ekstraktan adalah air, mereka disebut hidrat. Fenomena di mana solvat (hidrat) terbentuk disebut solvasi (hidrasi). Ini mempengaruhi semua proses fisik dan kimia dan mengubah sifat-sifat molekul dalam campuran.

Solvasi terjadi karena kulit solvasi, yang terdiri dari molekul ekstraktan yang terkait erat dengannya, mengelilingi molekul zat terlarut.

Faktor yang mempengaruhi kelarutan zat

Komposisi kimia zat. Aturan "suka menarik suka" berlaku untuk reagen juga. Zat-zat yang memiliki kesamaan sifat fisika dan kimia dapat saling larut lebih cepat. Misalnya, senyawa non-polar berinteraksi dengan baik dengan senyawa non-polar.

Zat dengan molekul polar atau struktur ionik diencerkan dalam yang polar, misalnya, dalam air. Garam, alkali, dan komponen lain terurai di dalamnya, sedangkan yang non-polar melakukan yang sebaliknya. Contoh sederhana dapat diberikan. Untuk menyiapkan larutan gula jenuh dalam air, diperlukan jumlah zat yang lebih banyak daripada garam.

Apa artinya? Sederhananya, Anda dapat mengencerkan lebih banyak gula dalam air daripada garam.

Suhu. Untuk meningkatkan kelarutan padatan dalam cairan, Anda perlu meningkatkan suhu ekstraktan (berfungsi dalam banyak kasus). Sebuah contoh dapat ditunjukkan. Jika Anda memasukkan sejumput natrium klorida (garam) ke dalam air dingin, proses ini akan memakan waktu lama.

Jika Anda melakukan hal yang sama dengan media panas, maka pembubaran akan jauh lebih cepat. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa sebagai akibat dari peningkatan suhu, energi kinetik meningkat, yang sebagian besar sering dihabiskan untuk penghancuran ikatan antara molekul dan ion padatan.

Namun, ketika suhu naik dalam kasus garam lithium, magnesium, aluminium dan alkali, kelarutannya menurun.

Tekanan. Faktor ini hanya mempengaruhi gas. Kelarutan mereka meningkat dengan meningkatnya tekanan. Bagaimanapun, volume gas berkurang.

Mengubah laju disolusi

Jangan bingung indikator ini dengan kelarutan. Bagaimanapun, faktor yang berbeda mempengaruhi perubahan kedua indikator ini.

Tingkat fragmentasi zat terlarut.

Faktor ini mempengaruhi kelarutan zat padat dalam cairan. Dalam keadaan utuh (kental), komposisi yang diencerkan lebih lama daripada yang dipecah menjadi potongan-potongan kecil. Mari kita ambil contoh.

Sebongkah garam padat akan membutuhkan waktu lebih lama untuk larut dalam air daripada garam dalam bentuk pasir.

Kecepatan pengadukan. Seperti diketahui, proses ini dapat dikatalisis dengan pengadukan. Kecepatannya juga penting, karena semakin cepat, semakin cepat zat akan larut dalam cairan.

Mengapa penting untuk mengetahui kelarutan zat padat dalam air?

Pertama-tama, skema seperti itu diperlukan untuk menyelesaikan persamaan kimia dengan benar. Dalam tabel kelarutan ada muatan semua zat. Mereka perlu diketahui untuk mencatat reagen dengan benar dan menyusun persamaan reaksi kimia. Kelarutan dalam air menunjukkan apakah garam atau basa dapat berdisosiasi.

Senyawa berair yang menghantarkan arus memiliki elektrolit kuat dalam komposisinya. Ada tipe lain. Mereka yang melakukan arus buruk dianggap elektrolit lemah. Dalam kasus pertama, komponennya adalah zat yang sepenuhnya terionisasi dalam air.

Sedangkan elektrolit lemah menunjukkan indikator ini hanya sebagian kecil.

persamaan reaksi kimia

Ada beberapa jenis persamaan: molekul, ion lengkap dan ion pendek. Padahal, opsi terakhir adalah bentuk molekul yang dipersingkat. Ini adalah jawaban terakhir. Persamaan lengkap berisi reaktan dan produk reaksi. Sekarang giliran tabel kelarutan zat.

Pertama, Anda perlu memeriksa apakah reaksi itu layak, yaitu, apakah salah satu kondisi untuk reaksi terpenuhi. Hanya ada 3 di antaranya: pembentukan air, pelepasan gas, pengendapan. Jika dua kondisi pertama tidak terpenuhi, Anda perlu memeriksa yang terakhir.

Untuk melakukan ini, Anda perlu melihat tabel kelarutan dan mencari tahu apakah ada garam atau basa yang tidak larut dalam produk reaksi. Jika ya, maka ini akan menjadi sedimen. Selanjutnya, tabel akan diminta untuk menulis persamaan ionik.

Karena semua garam dan basa larut adalah elektrolit kuat, mereka akan terurai menjadi kation dan anion. Selanjutnya, ion yang tidak terikat direduksi, dan persamaannya ditulis dalam bentuk singkat. Contoh:
  1. K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,
  2. 2K+2SO4+Ba+2Cl=BaSO4↓+2K+2Cl,
  3. Ba+SO4=BaSO4↓.

Jadi, tabel kelarutan zat adalah salah satu syarat utama untuk menyelesaikan persamaan ion.

Tabel terperinci membantu Anda mengetahui berapa banyak komponen yang perlu Anda ambil untuk menyiapkan campuran yang kaya.

tabel kelarutan

Seperti inilah tampilan tabel tidak lengkap yang biasa. Penting untuk menunjukkan suhu air di sini, karena ini adalah salah satu faktor yang telah kami sebutkan di atas.

Bagaimana cara menggunakan tabel kelarutan zat?

Tabel kelarutan zat dalam air adalah salah satu asisten utama seorang ahli kimia. Ini menunjukkan bagaimana berbagai zat dan senyawa berinteraksi dengan air. Kelarutan zat padat dalam cairan merupakan indikator yang tanpanya banyak manipulasi kimia tidak mungkin dilakukan.

Meja sangat mudah digunakan. Kation (partikel bermuatan positif) ditulis di baris pertama, anion (partikel bermuatan negatif) ditulis di baris kedua. Sebagian besar tabel ditempati oleh kisi-kisi dengan simbol-simbol tertentu di setiap sel.

Ini adalah huruf "P", "M", "H" dan tanda "-" dan "?".

  • "P" - senyawa dilarutkan;
  • "M" - larut sedikit;
  • "H" - tidak larut;
  • "-" - koneksi tidak ada;
  • "?" - tidak ada informasi tentang keberadaan koneksi.

Ada satu sel kosong di tabel ini - ini adalah air.

Contoh sederhana

Sekarang tentang bagaimana bekerja dengan bahan tersebut. Misalkan Anda perlu mencari tahu apakah garam larut dalam air - MgSo4 (magnesium sulfat). Untuk melakukan ini, Anda perlu menemukan kolom Mg2+ dan turun ke baris SO42-. Di persimpangan mereka adalah huruf P, yang berarti senyawa itu larut.

Kesimpulan

Jadi, kami telah mempelajari masalah kelarutan zat dalam air dan tidak hanya. Tanpa ragu, pengetahuan ini akan berguna dalam studi kimia lebih lanjut. Bagaimanapun, kelarutan zat memainkan peran penting di sana. Hal ini berguna dalam memecahkan persamaan kimia dan berbagai masalah.

Kelarutan berbagai zat dalam air

Kemampuan suatu zat untuk larut dalam pelarut tertentu disebut kelarutan.

Di sisi kuantitatif, kelarutan zat padat mencirikan koefisien kelarutan atau kelarutan sederhana - ini adalah jumlah maksimum suatu zat yang dapat larut dalam 100 g atau 1000 g air dalam kondisi tertentu untuk membentuk larutan jenuh.

Karena sebagian besar padatan menyerap energi ketika dilarutkan dalam air, menurut prinsip Le Chatelier, kelarutan banyak padatan meningkat dengan meningkatnya suhu.

Sifat kelarutan gas dalam zat cair : koefisien penyerapan- volume maksimum gas yang dapat larut pada n.o. dalam satu volume pelarut.

Ketika melarutkan gas, panas dilepaskan, oleh karena itu, dengan meningkatnya suhu, kelarutannya menurun (misalnya, kelarutan NH3 pada 0 ° C adalah 1100 dm3 / 1 dm3 air, dan pada 25 ° C - 700 dm3 / 1 dm3 dari air).

Ketergantungan kelarutan gas pada tekanan mematuhi hukum Henry: Massa gas terlarut pada suhu konstan berbanding lurus dengan tekanan.

Ekspresi komposisi kuantitatif larutan

Seiring dengan suhu dan tekanan, parameter utama keadaan suatu larutan adalah konsentrasi zat terlarut di dalamnya.

konsentrasi larutan disebut kandungan zat terlarut dalam suatu massa tertentu atau dalam volume tertentu suatu larutan atau pelarut. Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dengan berbagai cara. Dalam praktik kimia, metode berikut untuk menyatakan konsentrasi paling umum digunakan:

sebuah) fraksi massa zat terlarut menunjukkan jumlah gram (satuan massa) zat terlarut yang terkandung dalam 100 g (satuan massa) larutan (ω, %)

b) konsentrasi volume molar, atau molaritas , menunjukkan jumlah mol (jumlah) zat terlarut yang terkandung dalam 1 dm3 larutan (s atau M, mol / dm3)

di) konsentrasi setara, atau normalitas , menunjukkan jumlah ekuivalen zat terlarut yang terkandung dalam 1 dm3 larutan (ce atau n, mol / dm3)

G) konsentrasi massa molar, atau molalitas , menunjukkan jumlah mol zat terlarut yang terkandung dalam 1000 g pelarut (cm, mol / 1000 g)

e) titer larutan adalah jumlah gram zat terlarut dalam 1 cm3 larutan (T,g/cm3)

Selain itu, komposisi larutan dinyatakan dalam nilai relatif tak berdimensi - pecahan.

Fraksi volume - rasio volume zat terlarut dengan volume larutan; fraksi massa - rasio massa zat terlarut dengan volume larutan; fraksi mol adalah perbandingan jumlah zat terlarut (jumlah mol) dengan jumlah total semua komponen larutan.

Nilai yang paling umum digunakan adalah fraksi mol (N) - rasio jumlah zat terlarut (ν1) dengan jumlah total semua komponen larutan, yaitu, 1 + 2 (di mana 2 adalah jumlah pelarut)

Nr.v.= 1/(ν1+ 2)= mr.v./Mr.v./(mr.v./Mr.v+mr-l./Mr-l).

Encerkan larutan non-elektrolit dan sifat-sifatnya

Dalam pembentukan larutan, sifat interaksi komponen ditentukan oleh sifat kimianya, sehingga sulit untuk mengidentifikasi pola umum. Oleh karena itu, akan lebih mudah untuk menggunakan beberapa model solusi ideal, yang disebut solusi ideal.

Larutan yang pembentukannya tidak berhubungan dengan perubahan volume dan efek termal disebut solusi ideal.

Namun, sebagian besar larutan tidak sepenuhnya memiliki sifat idealitas dan pola umum dapat dijelaskan dengan menggunakan contoh yang disebut larutan encer, yaitu larutan yang kandungan zat terlarutnya sangat kecil dibandingkan dengan kandungan pelarut dan interaksi molekul zat terlarut dengan pelarut dapat diabaikan. Solusi memiliki sifat oligatif adalah sifat-sifat larutan yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut. Sifat koligatif larutan antara lain :

  • tekanan osmotik;
  • tekanan uap jenuh. hukum Raoult;
  • peningkatan titik didih;
  • penurunan suhu beku.

Osmosis Tekanan osmotik.

Misalkan ada bejana yang dibagi dengan partisi semipermeabel (garis putus-putus pada gambar) menjadi dua bagian yang diisi dengan tingkat O-O yang sama. Pelarut ditempatkan di sisi kiri, larutan ditempatkan di sisi kanan.

larutan pelarut

Konsep osmosis

Karena perbedaan konsentrasi pelarut di kedua sisi partisi, pelarut secara spontan (sesuai dengan prinsip Le Chatelier) menembus partisi semi-permeabel ke dalam larutan, mengencerkannya.

Kekuatan pendorong untuk difusi dominan pelarut ke dalam larutan adalah perbedaan antara energi bebas pelarut murni dan pelarut dalam larutan.Ketika larutan diencerkan karena difusi spontan pelarut, volume larutan meningkat dan level bergerak dari posisi O ke posisi II.

Difusi satu arah dari jenis partikel tertentu dalam larutan melalui partisi semipermeabel disebut osmosa.

Hal ini dimungkinkan untuk secara kuantitatif mengkarakterisasi sifat osmotik larutan (berkenaan dengan pelarut murni) dengan memperkenalkan konsep tekanan osmotik.

Yang terakhir adalah ukuran kecenderungan pelarut untuk melewati partisi semi-permeabel ke dalam larutan yang diberikan.

Ini sama dengan tekanan tambahan yang harus diterapkan pada larutan sehingga osmosis berhenti (aksi tekanan dikurangi menjadi peningkatan pelepasan molekul pelarut dari larutan).

Larutan yang memiliki tekanan osmotik yang sama disebut isotonik. Dalam biologi, larutan dengan tekanan osmotik lebih besar dari pada isi intraseluler disebut hipertensi, dengan lebih sedikit hipotonik.Solusi yang sama adalah hipertonik untuk satu jenis sel, isotonik untuk yang lain, dan hipotonik untuk yang ketiga.

Sebagian besar jaringan organisme memiliki sifat semi-permeabilitas. Oleh karena itu, fenomena osmotik sangat penting untuk aktivitas vital organisme hewan dan tumbuhan. Proses pencernaan, metabolisme, dll.

berkaitan erat dengan permeabilitas jaringan yang berbeda untuk air dan zat terlarut tertentu.Fenomena osmosis menjelaskan beberapa masalah yang berkaitan dengan hubungan organisme dengan lingkungan.

Misalnya karena ikan air tawar tidak bisa hidup di air laut, dan ikan laut di air sungai.

Van't Hoff menunjukkan bahwa tekanan osmotik dalam larutan non-elektrolit sebanding dengan konsentrasi molar zat terlarut.

Rosm= denganRT,

di mana Rosm adalah tekanan osmotik, kPa; c adalah konsentrasi molar, mol/dm3, R adalah konstanta gas yang sama dengan 8,314 J/mol∙K; T adalah suhu, K

Bentuk persamaan ini mirip dengan persamaan Mendeleev-Clapeyron untuk gas ideal, tetapi persamaan ini menggambarkan proses yang berbeda. Tekanan osmotik terjadi dalam larutan ketika sejumlah tambahan pelarut menembus ke dalamnya melalui partisi semi-permeabel. Tekanan ini adalah gaya yang mencegah pemerataan konsentrasi lebih lanjut.

Diformulasikan Van't Hoff tekanan kosmik hukum Tekanan osmotik sama dengan tekanan yang akan dihasilkan zat terlarut jika, dalam bentuk gas ideal, menempati volume yang sama sebagai larutan pada suhu yang sama.

Tekanan uap jenuh. Hukum Raul.

Pertimbangkan larutan encer zat A yang tidak mudah menguap (padat) dalam pelarut cair yang mudah menguap B. Dalam hal ini, tekanan uap jenuh total di atas larutan ditentukan oleh tekanan uap parsial pelarut, karena tekanan uap zat terlarut dapat diabaikan.

Raul menunjukkan bahwa tekanan uap jenuh pelarut di atas larutan P lebih kecil daripada di atas pelarut murni P ° Perbedaan P ° - P \u003d P disebut penurunan absolut tekanan uap di atas larutan. Nilai ini, mengacu pada tekanan uap pelarut murni, yaitu, (P ° - P) / P ° \u003d P / P °, disebut penurunan relatif tekanan uap.

Menurut hukum Raoult, penurunan relatif tekanan uap jenuh pelarut di atas larutan sama dengan fraksi mol zat terlarut yang tidak mudah menguap.

(Р°-Р)/Р°= N= 1/(ν1+ 2)= mr.v./Mr.v./(mr.v./Mr.v+mr-la./Mr-la)= XA

di mana XA adalah fraksi mol zat terlarut. Dan karena 1 \u003d mr.v. / Mr.v, menggunakan hukum ini, Anda dapat menentukan massa molar zat terlarut.

Konsekuensi dari hukum Raoult. Penurunan tekanan uap di atas larutan zat yang tidak mudah menguap, misalnya dalam air, dapat dijelaskan dengan menggunakan prinsip pergeseran kesetimbangan Le Chatelier.

Memang, dengan peningkatan konsentrasi komponen non-volatil dalam larutan, keseimbangan dalam sistem uap jenuh air bergeser ke arah kondensasi sebagian uap (reaksi sistem terhadap penurunan konsentrasi air ketika zat dilarutkan), yang menyebabkan penurunan tekanan uap.

Penurunan tekanan uap larutan dibandingkan dengan pelarut murni menyebabkan kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan dibandingkan dengan pelarut murni (t).Nilai-nilai ini sebanding dengan konsentrasi molar zat terlarut - non-elektrolit, yaitu:

t= K∙st= K∙t∙1000/M∙a,

di mana cm adalah konsentrasi molar larutan; a adalah massa pelarut. Faktor proporsionalitas Ke , ketika titik didih naik, itu disebut konstanta ebullioskopik untuk pelarut tertentu (E ), dan untuk menurunkan suhu beku - konstanta cryoscopic(Ke ).

Konstanta ini, secara numerik berbeda untuk pelarut yang sama, mencirikan peningkatan titik didih dan penurunan titik beku larutan satu molar, yaitu. dengan melarutkan 1 mol non-elektrolit non-volatil dalam 1000 g pelarut. Oleh karena itu, mereka sering disebut sebagai kenaikan molar pada titik didih dan penurunan molar pada titik beku larutan.

Konstanta kriskopik dan ebullioskopik tidak bergantung pada konsentrasi dan sifat zat terlarut, tetapi hanya bergantung pada sifat pelarut dan dicirikan oleh dimensi kg∙deg/mol.

Konsep solusi. Kelarutan zat

Solusi- sistem homogen (homogen) dari komposisi variabel, yang mengandung dua atau lebih komponen.

Solusi cair adalah yang paling umum. Mereka terdiri dari pelarut (cair) dan zat terlarut (gas, cair, padat):

Larutan cair mungkin berair atau tidak berair. Solusi berair adalah larutan yang pelarutnya adalah air. Solusi non-air- ini adalah larutan di mana cairan lain adalah pelarut (benzena, alkohol, eter, dll.). Dalam praktiknya, larutan berair paling sering digunakan.

Kelarutan zat

Pembubaran merupakan proses fisika dan kimia yang kompleks. Penghancuran struktur zat terlarut dan distribusi partikelnya di antara molekul pelarut adalah proses fisik. Pada saat yang sama, molekul pelarut berinteraksi dengan partikel zat terlarut, mis. proses kimia. Sebagai hasil dari interaksi ini, solvat terbentuk.

pelarut- produk komposisi variabel, yang terbentuk selama interaksi kimia partikel zat terlarut dengan molekul pelarut.

Jika pelarutnya adalah air, maka zat terlarut yang dihasilkan disebut menghidrasi. Proses pembentukan solvat disebut solusi. Proses pembentukan hidrat disebut hidrasi. Hidrat dari beberapa zat dapat diisolasi dalam bentuk kristal dengan menguapkan larutan. Sebagai contoh:

Apa itu zat kristal biru dan bagaimana pembentukannya? Ketika tembaga (II) sulfat dilarutkan dalam air, ia berdisosiasi menjadi ion:

Ion yang dihasilkan berinteraksi dengan molekul air:

Ketika larutan diuapkan, tembaga sulfat (II) hidrat kristal - CuSO4 5H2O terbentuk.

Zat kristal yang mengandung molekul air disebut hidrat kristal. Air yang termasuk dalam komposisinya disebut air kristalisasi. Contoh hidrat kristalin:

Untuk pertama kalinya, gagasan tentang sifat kimia dari proses pelarutan diungkapkan oleh D. I. Mendeleev dalam karyanya kimia (hidrat) teori solusi(1887). Bukti sifat fisikokimia dari proses pelarutan adalah efek termal selama pelarutan, yaitu pelepasan atau penyerapan panas.

Efek termal dari pelarutan sama dengan jumlah efek termal dari proses fisik dan kimia. Proses fisik berlangsung dengan penyerapan panas, kimia - dengan pelepasan.

Jika sebagai akibat hidrasi (solvasi) lebih banyak panas yang dilepaskan daripada yang diserap selama penghancuran struktur zat, maka pembubaran adalah proses eksotermik. Pelepasan panas diamati, misalnya, ketika zat seperti NaOH, AgNO3, H2SO4, ZnSO4, dll. dilarutkan dalam air.

Jika lebih banyak panas yang dibutuhkan untuk menghancurkan struktur suatu zat daripada yang dihasilkan selama hidrasi, maka pembubaran adalah proses endotermik. Ini terjadi, misalnya, ketika NaNO3, KCl, K2SO4, KNO2, NH4Cl, dll dilarutkan dalam air.

Kelarutan zat

Kita tahu bahwa beberapa zat larut dengan baik, yang lain buruk. Ketika zat dilarutkan, larutan jenuh dan tidak jenuh terbentuk.

larutan jenuh adalah larutan yang mengandung jumlah maksimum zat terlarut pada suhu tertentu.

larutan tak jenuh adalah larutan yang mengandung lebih sedikit zat terlarut daripada jenuh pada suhu tertentu.

Sifat kuantitatif kelarutan adalah faktor kelarutan. Koefisien kelarutan menunjukkan berapa massa maksimum suatu zat yang dapat dilarutkan dalam 1000 ml pelarut pada suhu tertentu.

Kelarutan dinyatakan dalam gram per liter (g/l).

Berdasarkan kelarutannya dalam air, zat dibagi menjadi 3 kelompok:

Tabel kelarutan garam, asam dan basa dalam air:

Kelarutan zat tergantung pada sifat pelarut, sifat zat terlarut, suhu, tekanan (untuk gas). Kelarutan gas berkurang dengan meningkatnya suhu, dan meningkat dengan meningkatnya tekanan.

Ketergantungan kelarutan zat padat pada suhu ditunjukkan oleh kurva kelarutan. Kelarutan banyak padatan meningkat dengan meningkatnya suhu.

Kurva kelarutan dapat digunakan untuk menentukan: 1) koefisien kelarutan zat pada suhu yang berbeda; 2) massa zat terlarut yang mengendap ketika larutan didinginkan dari t1oC ke t2oC.

Proses pemisahan zat dengan cara menguapkan atau mendinginkan larutan jenuhnya disebut rekristalisasi. Rekristalisasi digunakan untuk memurnikan zat.

ARTIKEL TERKAIT