ชนิด ความเข้มข้นและการเตรียม สารละลาย ชนิด ความเข้มข้นและการเตรียม

สารละลาย หมายถึง สารผสมเนื้อเดียวของสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ถ้าพิจารณาจากสารตั้งต้น จะแบ่งสารละลายออกเป็น 6 ชนิด (ดูตารางในสไลด์ถัดไป) ถ้าพิจารณาเฉพาะสารละลายที่มีของเหลวเป็นองค์ประกอบ จะมีเพียง 3 ชนิด คือ สารละลายชนิดแก๊ส - ของเหลว, ของเหลว - ของเหลว, และ ของแข็ง- ของเหลว ของเหลวที่ใช้มากที่สุด คือ “น้ำ” สารละลายที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย เรียกว่า Aqueous solution เขียนเป็นสัญลักษณ์ aq. เช่น Na+ (aq.)

ชนิดของสารละลาย องค์ประกอบ 1 องค์ประกอบ 2 สถานะของสารละลาย ตัวอย่าง แก๊ส อากาศ ของเหลว CO2 ในน้ำ (น้ำโซดา) ของแข็ง H2 ในแพลเลเดียม เอทานอล 95% (น้ำในเอทานอล) น้ำเกลือ (NaCl ในน้ำ) ทองเหลือง (Cu/Zn)

Salt is dissolved in water, a solution called an electrolyte.

ชนิดของสารละลาย จำแนกตามความจุของตัวทำละลาย ชนิดของสารละลาย จำแนกตามความจุของตัวทำละลาย ชนิดของสารละลาย ความจุของตัวทำละลาย สารละลายอิ่มตัว (saturated solution) มีตัวถูกละลายอยู่เต็มความจุของตัวทำละลาย ณ อุณหภูมิที่กำหนด สารละลายไม่อิ่มตัว (unsaturated solution) มีตัวถูกละลายอยู่น้อยกว่าความจุของตัวทำละลาย ณ อุณหภูมิที่กำหนด สารละลายอิ่มตัวยวดยิ่ง (supersaturated solution) มีตัวถูกละลายอยู่มากกว่าความจุของตัวทำละลาย ณ อุณหภูมิที่กำหนด

Ideal Solutions

Nonideal Solutions

การแพร่ สมบัติของของเหลว (diffusion) จะเกิดขึ้นทั้งในกรณีของแก๊สและของเหลว เป็นกระบวนการผสมที่เกิดขึ้นเอง (spontaneous mixing) ซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่อย่างอิสระ (random motion) ของโมเลกุล

กระบวนการละลาย ประกอบด้วย 3 ขั้นตอน 1. แยกโมเลกุลของตัวทำละลาย (solvent) ออกจากกัน มีการใช้พลังงาน (DH1) 2. แยกโมเลกุลของตัวถูกละลาย (solute) ออกจากกัน มีการใช้พลังงาน (DH2) 3. นำโมเลกุลของตัวทำละลายและตัวถูกละลายมารวมกัน เป็นกระบวนการคายความร้อน (DH3) ความร้อนของการละลาย คือ DHsoln DHsoln = DH1 + DH2 + DH3

DHsoln = DH1 + DH2 + DH3 ตัวถูกละลาย ตัวทำละลาย สารละลาย ขั้นที่ 1 ขั้นที่ 2 (DH2) ตัวถูกละลาย ตัวทำละลาย ขั้นที่ 3 (DH3) สารละลาย

สารจะละลายสารที่คล้ายกัน (Like dissolves like) ของเหลว 2 ชนิด ที่ไม่มีขั้วมักจะกลมกลืนกัน (miscible) ของเหลว 2 ชนิด ที่มีขั้วมักจะกลมกลืนกัน (miscible) ของเหลวที่ไม่มีขั้ว จะละลายได้เพียงเล็กน้อยในของเหลวที่มีขั้ว ผลก็คือ ของเหลวทั้งสองชนิดรวมเป็นเนื้อเดียวกันไม่ได้ เรียกว่า ไม่กลมกลืนกัน (immiscible) เช่น กรณีของ H2O กับ CCl4 เกิดเป็นของเหลวที่ประกอบด้วย 2 วัฏภาค คือ วัฏภาคของน้ำที่มี CCl4 ละลายได้เพียงเล็กน้อย และ วัฏภาคของ CCl4 ที่มีน้ำละลายได้เพียงเล็กน้อย

ความเข้มข้น หน่วย นิยาม ตัวอย่างหน่วยของความเข้มข้น ความเข้มข้น หน่วย นิยาม เศษส่วนโมล mole fraction - x = mole of solutes โมแลลิตี molality molal (m) m = mole of solutes โมลาริตี molarity Molar (M) C = mole of solutes เปอร์เซ็นต์ (นน./นน.) % (w/w) % (w/w) = weight of solutes x 100 หนึ่งส่วนในล้านส่วน part per million ppm หรือ mg/dm3 ppm = 1 part in 1,000,000 mole of solutes + moles of solvents mass in Kg of solvents Volume in dm3 of solution weight of solution

METRIC SYSTEM QUANTITIES สำหรับของแข็ง 1 kilogram (kg) = 1 million milligrams (mg) ดังนั้น 1 mg/kg = 1 part per million 1 kilogram (kg) = 1 billion micrograms (mg) ดังนั้น 1 mg/kg = 1 part per billion สำหรับของเหลว 1 liter (L) or 1 dm3 of water weighs exactly 1 kg ดังนั้น 1 mg/L = 1 part per million and 1 mg/L = 1 part per billion

SOLUTION PREPARATION When making solutions, be sure all glassware is clean. Weigh the sample on a balance adequate for the accuracy desired. Dissolve the sample in a beaker with about one-half the distilled waster. (Some chemicals will require heating to dissolve). Transfer the solution to a volumetric flask or graduated cylinder. Rinse the beaker with a small quantity of distilled water at least 3 times and add rinses to the solution. Fill the flask or cylinder to the desired level. Pour the solution into a storage vessel and mix well. http://www.biology.ewu.edu/Biosubsite/foldfile/Resources/Lab/Solution.html

Molar Solutions 1 M = 1 gram molecular weight of chemical / liter of water Example: Make a 1.5 M solution of NaOH Molecular weight of NaOH: Na = 24; O = 16; H = 1 Total = 40 g mol-1 1.5 *40 = 60 g NaOH / liter final volume. Dissolve 60 g NaOH in 400 mL distilled water and dilute to l liter final volume. Mix well.

To change from one molarity to another, use the formula ตัวอย่าง: จงเตรียม 100 cm3 0.05 M NaOH จากสารละลาย NaOH 1.5 M สูตร: M1 * volume1 = M2 * volume2 0.05 * 100 = 1.5 * ? (0.05 * 100 )/1.5 = 3.33 cm3 of 1.5 M NaOH เจือจางด้วยน้ำกลั่นจนมีปริมาตรครบ 100 mL

Hydrated Crystals ถ้าผลึกที่ต้องการนำมาเตรียมสารละลายเป็นผลึกที่มีน้ำผลึกอยู่ จะต้องเตรียมดังตัวอย่าง ตัวอย่าง: ในการเตรียมสารละลาย CuSO4 ต้องการ 9 g CuSO4 แต่สารตั้งต้นที่ใช้เป็น CuSO4.5H2O. จะต้องชั่งสารดังกล่าวกี่กรัม? มวลโมเลกุล ของ CuSO4 = 159.6 g mol-1 มวลโมเลกุล ของ CuSO4 .5H2O= 249.7 g mol-1 (9 * 249.7) / 159.6 = 14.1 gm CuSO4.5H2O