Definicje: Woda i roztwory

Wpływ temperatury

• rozpuszczalność ciał stałych zwykle rośnie wraz z temperaturą,
• rozpuszczalność gazów maleje wraz z temperaturą (dlatego ciepła woda „traci" rozpuszczony gaz).

Zależność rozpuszczalności od temperatury pokazuje krzywa rozpuszczalności.

Rodzaje

• nasycony — zawiera maksymalną ilość substancji w danej temperaturze (więcej się już nie rozpuści),
• nienasycony — można w nim rozpuścić jeszcze więcej substancji.

Uwaga: nasycony ≠ stężony

„Nasycony/nienasycony" mówi, czy można rozpuścić więcej. „Stężony/rozcieńczony" mówi ile substancji jest w roztworze. To różne pojęcia.

Wzór

$C_p = \dfrac{m_s}{m_r}\cdot 100\%$, gdzie masa roztworu $m_r = m_s + m_{\text{wody}}$.

Przekształcenia

• masa substancji: $m_s = \dfrac{C_p\cdot m_r}{100\%}$,
• masa roztworu: $m_r = \dfrac{m_s\cdot 100\%}{C_p}$.

Najważniejsze właściwości

• bezbarwna ciecz bez smaku i zapachu; wrze w $100^\circ\text{C}$, zamarza w $0^\circ\text{C}$,
• bardzo dobry rozpuszczalnik (rozpuszcza wiele substancji, np. sól, cukier),
• anomalia wody — lód jest lżejszy od wody i pływa po jej powierzchni.

Rozcieńczanie

Przy rozcieńczaniu liczba moli substancji nie zmienia się, więc:

$C_1 V_1 = C_2 V_2$

Przeliczanie $C_p \leftrightarrow C_m$

Potrzebna jest gęstość roztworu $d$ (w $\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$) i masa molowa $M$:

$C_m = \dfrac{C_p\cdot d\cdot 10}{M}$

Mieszanie roztworów (reguła krzyżowa)

Mieszając roztwory o stężeniach $C_1$ i $C_2$, otrzymujemy stężenie pośrednie. Proporcje mas wyznacza reguła krzyżowa (mieszania).

Rodzaje roztworów

• nienasycony — można w nim rozpuścić jeszcze więcej substancji,
• nasycony — zawiera maksymalną ilość substancji w danej temperaturze,
• przesycony — zawiera więcej substancji niż wynika z rozpuszczalności (stan nietrwały).

Wpływ warunków

• rozpuszczalność ciał stałych zwykle rośnie z temperaturą (odczytujemy ją z krzywej rozpuszczalności),
• rozpuszczalność gazów maleje z temperaturą, a rośnie z ciśnieniem.

Wzór

$C_m = \dfrac{n}{V}$, gdzie $n$ — liczba moli, $V$ — objętość roztworu w $\text{dm}^3$.

Liczbę moli często obliczamy z masy: $n = \dfrac{m}{M}$.

Uwaga na jednostki

Objętość musi być w $\text{dm}^3$ (litrach). Jeśli dana jest w $\text{cm}^3$, dziel przez 1000: $500\ \text{cm}^3 = 0{,}5\ \text{dm}^3$.

Wzór i zależności

$C_p = \dfrac{m_s}{m_r}\cdot 100\%$, gdzie masa roztworu to suma masy substancji i rozpuszczalnika:

$m_r = m_s + m_{\text{rozp.}}$

Jak liczyć

• masa substancji: $m_s = \dfrac{C_p\cdot m_r}{100\%}$,
• masa roztworu: $m_r = \dfrac{m_s\cdot 100\%}{C_p}$.