Giải pháp pha loãng là gì? Các yếu tố và ví dụ

Dung dịch pha loãng hoặc không bão hòa là một dung dịch hóa học chưa đạt đến nồng độ tối đa của chất tan hòa tan trong dung môi. Chất tan bổ sung sẽ tan khi thêm vào dung dịch pha loãng và sẽ không xuất hiện trong pha nước (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Từ quan điểm hóa lý, dung dịch chưa bão hòa được coi là trạng thái cân bằng động trong đó tốc độ hòa tan dung môi hòa tan lớn hơn tốc độ kết tinh lại (J., 2014).

Một ví dụ về giải pháp pha loãng được minh họa trong Hình 1. Trong hình 1.1, 1.2 và 1.3 có một lượng nước không đổi trong cốc.

Trong Hình 1.1 bắt đầu quá trình chất tan bắt đầu hòa tan, được biểu thị bằng các mũi tên màu đỏ. Trong trường hợp này, hai pha được nhìn thấy, một chất lỏng và một chất rắn.

Trong hình 1.2, phần lớn chất rắn đã hòa tan, nhưng không hoàn toàn do quá trình kết tinh lại, được biểu thị bằng các mũi tên màu xanh.

Trong trường hợp này, mũi tên màu đỏ lớn hơn mũi tên màu xanh, có nghĩa là tốc độ pha loãng lớn hơn tốc độ kết tinh lại. Tại thời điểm này, bạn có một giải pháp chưa bão hòa (mẹo bão hòa, 2014).

Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng một dung dịch pha loãng có thể hòa tan nhiều chất tan hơn trong đó cho đến khi đạt đến điểm bão hòa. Tại điểm bão hòa, không cần hòa tan thêm, nó sẽ hòa tan trong dung môi và dung dịch như vậy được gọi là dung dịch bão hòa.

Theo cách này, các giải pháp ban đầu không bão hòa trong tự nhiên và cuối cùng trở thành các giải pháp bão hòa bằng cách thêm chất tan trong nó.

Dung dịch pha loãng là gì?

Một giải pháp pha loãng là dung dịch không bão hòa, bão hòa hoặc siêu bão hòa được thêm dung môi. Kết quả là một giải pháp không bão hòa nồng độ thấp hơn.

Pha loãng là một quá trình phổ biến trong phòng thí nghiệm hóa học. Nói chung, chúng tôi làm việc với các giải pháp pha loãng được tạo ra từ các giải pháp mẹ, đó là những giải pháp được mua trực tiếp từ một thương gia cụ thể.

Để pha loãng, công thức C ₁ V ₁ = C ₂ V _{2 được sử dụng} trong đó C là nồng độ của dung dịch, nói chung là về số mol hoặc tính quy tắc. V là thể tích dung dịch tính bằng ml và các điều khoản 1 và 2 tương ứng với các dung dịch cô đặc và pha loãng tương ứng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hòa tan

Lượng chất tan có thể hòa tan trong dung môi sẽ phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau, trong đó quan trọng nhất là:

1- Nhiệt độ

Độ hòa tan tăng theo nhiệt độ. Ví dụ, nhiều muối có thể được hòa tan trong nước nóng hơn trong nước lạnh.

Tuy nhiên, có thể có ngoại lệ, ví dụ, độ hòa tan của khí trong nước giảm khi nhiệt độ tăng.

Trong trường hợp này, các phân tử chất tan nhận được động năng khi được nung nóng, tạo điều kiện cho chúng thoát ra.

2- Áp lực.

Sự gia tăng áp lực có thể buộc sự hòa tan của chất tan. Điều này thường được sử dụng để hòa tan khí trong chất lỏng.

3- Thành phần hóa học.

Bản chất của chất tan và dung môi và sự hiện diện của các hợp chất hóa học khác trong dung dịch ảnh hưởng đến độ hòa tan.

Ví dụ, bạn có thể hòa tan một lượng đường lớn hơn trong nước, hơn là muối trong nước. Trong trường hợp này người ta nói rằng đường hòa tan hơn.

Ethanol và nước hòa tan hoàn toàn với nhau. Trong trường hợp cụ thể này, dung môi sẽ là hợp chất có số lượng lớn hơn.

4- Các yếu tố cơ học.

Trái ngược với tốc độ hòa tan, phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ, tốc độ kết tinh lại phụ thuộc vào nồng độ chất tan trên bề mặt mạng tinh thể, được ưa chuộng khi dung dịch bất động.

Do đó, việc khuấy trộn dung dịch sẽ tránh được sự tích lũy này, tối đa hóa sự hòa tan (Tipes of saturation, 2014).

Đường cong bão hòa và độ hòa tan

Các đường cong độ hòa tan là một cơ sở dữ liệu đồ họa trong đó lượng chất tan hòa tan trong một lượng dung môi được so sánh, ở một nhiệt độ nhất định.

Đường cong độ hòa tan thường được vẽ cho một lượng chất tan, ở dạng rắn hoặc khí, trong 100 gam nước (Brian, 2014). Hình 2 minh họa các đường cong bão hòa cho một số chất hòa tan trong nước.

Đường cong biểu thị điểm bão hòa ở một nhiệt độ nhất định. Vùng bên dưới đường cong biểu thị rằng bạn có dung dịch chưa bão hòa và do đó, bạn có thể thêm chất tan. Trong khu vực phía trên đường cong có một giải pháp siêu bão hòa (Đường cong hòa tan, sf).

Lấy ví dụ natri clorua (NaCl), ở nhiệt độ 25 độ C, khoảng 35 gram NaCl có thể được hòa tan trong 100 gram nước để thu được dung dịch bão hòa (Đại học Cambrige, nd).

Ví dụ về các giải pháp pha loãng

Các giải pháp chưa bão hòa có thể được tìm thấy trên cơ sở hàng ngày, không cần thiết phải ở trong phòng thí nghiệm hóa học.

Các dung môi không nhất thiết phải là nước. Dưới đây là các ví dụ hàng ngày về các giải pháp pha loãng:

• Thêm một thìa đường vào tách cà phê nóng sẽ tạo ra dung dịch đường không bão hòa.
• Giấm là dung dịch axit axetic loãng trong nước.
• Sương mù là một dung dịch không bão hòa (nhưng gần với bão hòa) của hơi nước trong không khí.
• HCl 0, 01 M là dung dịch axit clohydric không bão hòa trong nước.
• Rượu khử trùng là dung dịch cồn isopropyl loãng trong nước.
• Súp là dung dịch nước và natri clorua không bão hòa.
• Đồ uống có cồn là dung dịch pha loãng của ethanol và nước. Nó thường cho thấy tỷ lệ rượu họ có.