Types de solutions chimiques, préparation et exemples

Le solutions chimiques ils sont ce qu'on appelle des mélanges homogènes en chimie. Ce sont des mélanges stables de deux ou plusieurs substances dans lesquelles une substance (appelée soluté) se dissout dans une autre (appelée solvant). Les solutions adoptent la phase du solvant dans le mélange et peuvent exister en phase solide, liquide et gazeuse.

Dans la nature, il existe deux types de mélanges: les mélanges hétérogènes et les mélanges homogènes. Les mélanges hétérogènes sont ceux dans lesquels la composition n'est pas uniforme et les proportions de leurs composants varient à travers des échantillons.

En revanche, les mélanges homogènes (solutions chimiques) sont des mélanges de solides, de liquides ou de gaz - en plus des connexions possibles entre des composants se trouvant dans des phases différentes - dont les composants sont divisés en proportions égales dans leur contenu.

Les systèmes de mélange ont tendance à rechercher l'homogénéité, par exemple lorsqu'un colorant est ajouté à l'eau. Ce mélange commence à être hétérogène, mais le temps fera diffuser le premier composé à travers le liquide, faisant de ce système un mélange homogène.

Les solutions et leurs composants sont observés dans des situations quotidiennes et à des niveaux qui varient d'un secteur industriel à l'autre. Ce sont des objets d'étude en raison des caractéristiques qu'ils présentent et des forces et des attractions qui se produisent entre eux.

Index

• 1 types
  • 1.1 Solutions empiriques
  • 1.2 Dissolutions évaluées
  • 1.3 Selon votre état d'agrégation
• 2 Préparation
  • 2.1 Préparer des solutions standard
  • 2.2 Préparer une dilution de concentration connue
• 3 exemples
• 4 références

Types

Il existe plusieurs manières de classer les solutions en raison de leurs caractéristiques multiples et de leurs états physiques possibles. C'est pourquoi vous devez connaître les différences entre les types de solutions avant de les séparer en catégories.

L'un des moyens de séparer les types de solution est le niveau de concentration dont il est doté, également appelé saturation de la solution.

Les solutions ont une qualité appelée solubilité, qui est la quantité maximale de soluté pouvant être dissoute dans une quantité donnée de solvant.

Il existe une classification des solutions par concentration, qui les divise en solutions empiriques et en solutions valorisées.

Solutions empiriques

Cette classification, dans laquelle les solutions sont également appelées solutions qualitatives, ne prend pas en compte la quantité spécifique de soluté et de solvants dans la solution mais sa proportion. Pour cela, les solutions sont séparées en dilué, concentré, insaturé, saturé et sursaturé.

- Les solutions diluées sont celles dans lesquelles la quantité de soluté dans le mélange est à un niveau minimum par rapport au volume total de celui-ci.

- Les solutions non saturées sont celles qui n'atteignent pas la quantité maximale de soluté possible pour la température et la pression auxquelles elles se trouvent.

- Les solutions concentrées ont des quantités considérables de soluté pour le volume formé.

- les solutions saturées sont celles qui ont la plus grande quantité de soluté possible pour une température et une pression données; dans ces solutions, le soluté et le solvant présentent un état d'équilibre.

- Les solutions sursaturées sont des solutions saturées qui ont été chauffées pour augmenter la solubilité et dissoudre davantage de soluté; une solution "stable" avec un excès de soluté est alors générée. Cette stabilité ne se produit que lorsque la température redescend ou que la pression change de façon drastique, situation dans laquelle le soluté précipitera en excès.

Des solutions valorisées

Les solutions évaluées sont celles dans lesquelles les quantités numériques de solutés et de solvant sont mesurées, en observant les solutions évaluées en pourcentage, molaire, molale et normale, chacune avec sa série d'unités de mesure.

- Les pourcentages parlent de la proportion en pourcentage de grammes ou millilitres de soluté dans cent grammes ou millilitres de solution totale.

- Les concentrations molaires (ou molarité) expriment le nombre de moles de soluté par litre de solution.

- La molalité, peu utilisée en chimie moderne, est l'unité qui exprime la quantité de moles d'un soluté entre la masse totale de solvant en kilogrammes.

- La normalité est la mesure qui exprime le nombre d’équivalents de soluté entre le volume total de solution en litres, où les équivalents peuvent représenter des ions H⁺ pour les acides ou OH^- pour les bases.

Selon votre état d'agrégation

Les solutions peuvent également être classées selon l'état dans lequel elles se trouvent, et cela dépendra principalement de la phase dans laquelle se trouve le solvant (le composant présent dans la plus grande quantité dans le mélange).

- Les solutions gazeuses sont de nature rare, classées dans la littérature en tant que mélanges de gaz plutôt qu'en tant que solutions; ils se produisent dans des conditions spécifiques et avec peu d'interaction entre leurs molécules, comme dans le cas de l'air.

- Les liquides ont un large spectre dans le monde des solutions et représentent la majorité de ces mélanges homogènes. Les liquides peuvent dissoudre facilement les gaz, les solides et autres liquides et se retrouvent dans toutes sortes de situations quotidiennes, de manière naturelle et synthétique.

Il existe également des mélanges liquides qui sont souvent confondus avec des solutions telles que les émulsions, les colloïdes et les suspensions, qui sont plus hétérogènes qu'homogènes.

- Les gaz dans les liquides sont observés principalement dans des situations telles que l’oxygène dans l’eau et le dioxyde de carbone dans les boissons gazeuses.

- Les solutions liquide-liquide peuvent être présentées comme des composants polaires qui se dissolvent librement dans l'eau (comme l'éthanol, l'acide acétique et l'acétone) ou lorsqu'un liquide non polaire se dissout dans un autre avec des caractéristiques similaires.

- Enfin, les solides présentent une large gamme de solubilité dans les liquides, tels que les sels dans l'eau et les cires dans les hydrocarbures, entre autres. Les solutions solides sont formées à partir d'un solvant en phase solide et peuvent être observées comme moyen de dissoudre les gaz, les liquides et autres solides.

Les gaz peuvent être stockés à l'intérieur de solides, tels que l'hydrogène dans de l'hydrure de magnésium; des liquides dans les solides peuvent être trouvés sous forme d'eau dans le sucre (un solide humide) ou sous forme de mercure dans l'or (un amalgame); et les solutions solides-solides sont représentées sous forme d'alliages et de solides composites, tels que les polymères avec additifs.

préparation

La première chose à savoir lors de la préparation d'une solution est le type de dissolution qui va être formulé; c'est-à-dire que vous devez savoir si une dilution va être faite ou préparer une solution à partir du mélange de deux substances ou plus.

Une autre chose à savoir est ce que sont les valeurs connues de concentration et de volume ou de masse, en fonction de l'état d'agrégation du soluté.

Préparer des solutions standard

Avant de commencer toute préparation, il faut veiller à ce que les instruments de mesure (échelles, cylindres, pipettes, burettes, etc.) soient calibrés.

Ensuite, commencez à mesurer la quantité de soluté en vrac ou en volume, en prenant bien soin de ne pas renverser ou gaspiller une quantité quelconque, car cela affecterait la concentration finale de la solution. Cela devrait être introduit dans le flacon qui sera utilisé, en se préparant maintenant pour la prochaine étape.

Par la suite, le solvant à utiliser est ajouté à ce soluté, en s'assurant que le contenu du flacon atteint la capacité de mesure de celui-ci.

Ce ballon est bouché et agité, en veillant à l'inverser pour assurer un mélange et une dissolution efficaces. De cette façon, la solution est obtenue, qui peut être utilisée dans des expériences futures.

Préparer une dilution de concentration connue

Pour diluer une solution et abaisser sa concentration, plus de solvant est ajouté dans un processus appelé dilution.

A travers l'équation M₁V₁ = M₂V₂, où M symbolise la concentration molaire et V le volume total (avant et après la dilution), la nouvelle concentration peut être calculée après dilution d'une concentration ou du volume nécessaire pour atteindre la concentration souhaitée.

Lors de la préparation des dilutions, la solution mère est toujours acheminée dans un nouveau ballon plus grand et du solvant y est ajouté, en veillant à atteindre la ligne de jaugeage pour garantir le volume souhaité.

Si le processus est exothermique et présente donc des risques pour la sécurité, il est préférable d'inverser le processus et d'ajouter la solution concentrée au solvant pour éviter les éclaboussures.

Des exemples

Comme mentionné ci-dessus, les solutions se présentent sous différents états d'agrégation, en fonction de l'état dans lequel se trouvent votre soluté et votre solvant. Voici des exemples de ces mélanges:

- L’hexane dans la cire de paraffine est un exemple de solution liquide-solide.

- L’hydrogène dans le palladium est une solution gaz-solide.

- L'éthanol dans l'eau est une solution liquide-liquide.

- Le sel commun dans l’eau est une solution solide-liquide.

- L’acier, composé d’atomes de carbone dans une matrice cristalline d’atomes de fer, est un exemple de solution solide-solide.

- L'eau carbonée est une solution gaz-liquide.

Références

1. Wikipedia. (s.f.) Solution Récupéré de en.wikipedia.org
2. TutorVista. (s.f.) Types de solutions. Récupéré de chemistry.tutorvista.com
3. cK-12. (s.f.) Solution liquide-liquide Récupéré de ck12.org
4. Faculté, U. (s.f.). Préparation de la solution Récupéré de faculty.sites.uci.edu
5. LibreTexts. (s.f.) Préparer des solutions. Récupéré de chem.libretexts.org