9.1: blandningar och lösningar

en lösning är ett annat namn för en homogen blandning. En blandning som ett material som består av två eller flera ämnen. I en lösning är kombinationen så intim att de olika ämnena inte kan differentieras genom syn, även med ett mikroskop. Jämför till exempel en blandning av salt och peppar och en annan blandning bestående av salt och vatten. I den första blandningen kan vi lätt se enskilda saltkorn och fläckar av peppar. En blandning av salt och peppar är inte en lösning. Men i den andra blandningen, oavsett hur noggrant vi ser, Kan vi inte se två olika ämnen. Salt upplöst i vatten är en lösning.

huvudkomponenten i en lösning, kallad lösningsmedlet, är typiskt samma fas som själva lösningen. Varje mindre komponent i en lösning (och det kan finnas mer än en) kallas lösningsmedlet. I de flesta av de lösningar som vi kommer att beskriva i denna lärobok kommer det inte att finnas någon tvetydighet om en komponent är lösningsmedlet eller lösningsmedlet. Till exempel, i en lösning av salt i vatten, är lösningsmedlet salt och lösningsmedel är vatten.

lösningar kommer i alla faser, och lösningsmedlet och lösningsmedlet behöver inte vara i samma fas för att bilda en lösning (såsom salt och vatten). Till exempel är luft en gasformig lösning av ca 80% kväve och ca 20% syre, med några andra gaser närvarande i mycket mindre mängder. En legering är en fast lösning bestående av en metall (som järn) med några andra metaller eller icke-metaller upplösta i den. Stål, en legering av järn och kol och små mängder andra metaller, är ett exempel på en fast lösning. Tabell \(\PageIndex{1}\) listar några vanliga typer av lösningar, med exempel på varje.

vad får en lösning att bildas? Det enkla svaret är att lösningsmedlet och lösningsmedlet måste ha liknande intermolekylära interaktioner. När så är fallet kan de enskilda partiklarna av lösningsmedel och löst ämne lätt blandas så intimt att varje partikel av löst ämne omges av partiklar av löst ämne och bildar en lösning. Men om två ämnen har mycket olika intermolekylära interaktioner krävs stora mängder energi för att tvinga sina enskilda partiklar att blandas intimt, så en lösning bildas inte. Således är två alkaner som n-heptan, C7H16 och n-hexan, C6H14, helt blandbara i alla proportioner. C7h16-och C6H14-molekylerna är så lika (minns avsnitt 4.6) att det endast finns försumbara skillnader i intermolekylära krafter.

av liknande skäl är metanol, CH3OH, helt blandbar med vatten. I detta fall är båda molekylerna polära och kan bilda vätebindningar mellan sig, och så finns det starka intermolekylära attraktioner inom varje vätska. CH3OH-dipoler kan emellertid anpassa sig till H2O-dipoler och CH3OH-molekyler kan vätebindas till H2O-molekyler, och så är attraktionerna bland Till skillnad från molekyler i lösningen liknande de bland liknande molekyler i varje ren vätska.

denna process leder till en enkel tumregel: som upplöses som. Lösningsmedel som är mycket polära kommer att lösa upp lösta ämnen som är mycket polära eller till och med joniska. Lösningsmedel som är icke-polära kommer att lösa upp icke-polära lösta ämnen. Således är vatten, som är polärt, ett bra lösningsmedel för joniska föreningar och polära lösta ämnen som etanol (C2H5OH). Vatten löser emellertid inte upp icke-polära lösta ämnen, såsom många oljor och fetter (figur \(\PageIndex{1}\)).

Vi använder ordet lösligt för att beskriva ett löst ämne som löses upp i ett visst lösningsmedel och ordet olösligt för ett löst ämne som inte löses upp i ett lösningsmedel. Således säger vi att natriumklorid är lösligt i vatten men olösligt i hexan (C6H14). Om lösningsmedlet och lösningsmedlet är både vätskor och lösliga i vilken proportion som helst, använder vi ordet blandbart och ordet oblandbart om de inte är det.

övning \(\PageIndex{2}\)

skulle I2 vara mer löslig i CCl4 eller H2O?

svar

I2 är icke-polär. Av de två lösningsmedlen är CCl4 icke-polär och H2O är polär, så I2 förväntas vara mer löslig i CCl4.