Soluții și sisteme chimice

Noțiuni introductive

• Un sistem chimic este totalitatea substanțelor care interacționează într-un spațiu limitat.
• Exemple de sisteme: apele râurilor și lacurilor, aerul, solul, aliajele.
• Fazele sunt părți ale unui sistem cu compoziție omogenă, separate printr-o suprafață distinctă.
• Sistemele omogene conțin o singură fază, iar cele eterogene conțin două sau mai multe faze.

Soluții

• Soluțiile lichide sunt frecvent utilizate.
• Dizolvarea este un proces fizico-chimic cu trei etape:
  • Ruperea legăturilor din rețeaua cristalină a solutului.
  • Difuziunea ionilor sau moleculelor solutului în solvent.
  • Solvatarea, formarea legăturilor slabe între solvent și solut.
• O soluție este un sistem omogen format din două sau mai multe substanțe.
• Concentrațiile componentelor pot varia , dar în limitele omogenității sistemului.
• O soluție e obținută prin amestecarea unui solut într-un solvent.
• Solventul este substanța prezentă în cantitate mai mare.
• Apa este solventul frecvent pentru soluțiile lichide(săruri, hidroxizi solubili și acizi).

Ustensile de laborator

• Eprubetele sunt vase simple pentru reacții chimice, fabricate din sticlă obișnuită sau neutră, gradate sau nu.
• Eprubetele se umplu cel mult pe jumătate și se agită prin scuturare.
• Nu se astupă cu degetul și nu se agită prin răsturnare.
• Incalzirea eprubetei se face inclinat pentru a evita degajarea brusca a vaporilor.
• Eprubetele gradate sunt din sticlă groasă, mai puțin rezistentă termic.
• Paharele Berzelius și Erlenmeyer sunt utilizate pentru reacții la temperaturi moderate (dizolvare, evaporare, fierbere, precipitare) și titrări volumetrice (Erlenmeyer).
• Palniile sunt folosite pentru separarea precipitatelor prin filtrare si transvazarea lichidelor.
• Cilindrii gradati măsoară volumele de lichide, fiind gradati în mililitri.
• Capacitatea totală variază între 5 și 2000 ml la 20°C.
• Meniscul se citește la diviziunea inferioară(lichide transparente) sau superioară(lichide colorate).
• Pipetele, de diferite forme și capacități, sunt calibrate la anumite temperaturi.
• Pipetele pot fi gradate sau nu, cele negradate având un reper sau două repere.
• Biuretele sunt tuburi cilindrice gradate cu vârf de golire, folosite pentru titrări volumetrice.
• Ele se inchid cu robinete de sticla sau cleme Mohr:
  • robinete de sticla pentru orice solutie, cu exceptia bazelor
  • cleme Mohr pentru solutii bazice sau alte solutii ce nu distrug cauciucul.
• Fiolele de cântărire sunt folosite pentru cântărirea precisă a substanțelor solide sau lichide, asigurând etanșeitatea cu capace slefuite sau rodate.

Tipuri de concentrații

• Concentrația exprimă cantitatea de substanță dizolvată într-un volum sau masă de soluție.
• Concentrația procentuală de masă (%): grame de substanță dizolvată în 100 g soluție.
• Concentrația procentuală de volum (%): grame de substant dizolvata in 100 ml de solutie.
• Concentrația molara (M): numarul de moli de substant dizolvata intr-un litru de solutie.
• Concentrația normală (N): numărul de echivalenți-gram de substanță dizolvată într-un litru de soluție.
• Echivalentul-gram se calculează în funcție de tipul reacției:
  • Egacid = Macid / nr. protoni schimbați;
  • Egbază = Mbază / nr. grupări oxidril schimbate;
  • Egsăruri și oxizi = Msare sau oxid / nr. ioni metalici x sarcina ionului metalic;
  • Egredox = Mcompus / nr. e- schimbați.
• Concentrația molală: numărul de moli de substanță dizolvată în 1000 g solvent.