Denna jämförelse klargör de olika rollerna för lösta ämnen och lösningsmedel i en lösning. Den undersöker hur ämnen interagerar på molekylär nivå, de faktorer som påverkar lösligheten och hur förhållandet mellan dessa komponenter bestämmer koncentrationen i både flytande och fasta blandningar.
Höjdpunkter
Lösningsmedlet är nästan alltid den komponent som har den högsta koncentrationen.
Vatten är känt som "universallösningsmedlet" på grund av dess förmåga att lösa upp fler ämnen än någon annan vätska.
Lösta ämnen kan höja kokpunkten och sänka fryspunkten för ett lösningsmedel.
En lösning är homogen, vilket innebär att det lösta ämnet och lösningsmedlet inte kan särskiljas med blotta ögat.
Vad är Löst ämne?
Det ämne som är löst i en lösning, vanligtvis förekommande i en mindre mängd.
Roll: Genomgår upplösning
Kvantitet: Minoritetskomponent
Tillstånd: Kan vara fast, flytande eller gasformig
Kokpunkt: Vanligtvis högre än lösningsmedlet
Exempel: Salt i havsvatten
Vad är Lösningsmedel?
Det upplösande mediet i en lösning, vanligtvis den komponent som finns i den största volymen.
Roll: Löser upp det lösta ämnet
Kvantitet: Majoritetskomponent
Tillstånd: Bestämmer lösningens fas
Kokpunkt: Vanligtvis lägre än det lösta ämnet
Exempel: Vatten i havsvatten
Jämförelsetabell
Funktion
Löst ämne
Lösningsmedel
Primär funktion
Att bli upplöst
Gör upplösningen
Relativt belopp
Mindre kvantitet
Större kvantitet
Fysiskt tillstånd
Kan förändras (t.ex. fast till vattenhaltig)
Vanligtvis förblir densamma
Koncentrationspåverkan
Bestämmer styrkan/molariteten
Fungerar som volymbas
Kokpunkt
Hög (icke-flyktiga lösta ämnen)
Lägre (i förhållande till löst ämne)
Molekylär interaktion
Partiklar dras isär
Partiklar omger lösta partiklar
Detaljerad jämförelse
Upplösningsmekanismen
Upplösning sker när attraktionskrafterna mellan lösningsmedlet och de lösta partiklarna är starkare än de krafter som håller samman det lösta ämnet. Lösningsmedelsmolekylerna omger individuella lösta partiklar – en process som kallas solvatisering – och drar dem effektivt in i vätskans huvuddel tills de är jämnt fördelade.
Fasbestämning
Lösningsmedlet bestämmer generellt lösningens slutliga fysikaliska tillstånd. Om man löser upp en gas (löst ämne) i en vätska (lösningsmedel) förblir den resulterande lösningen flytande. I specialiserade fall, som metalllegeringar, är dock både det lösta ämnet och lösningsmedlet fasta ämnen, men komponenten i den högre koncentrationen definieras fortfarande tekniskt som lösningsmedlet.
Koncentration och mättnad
Förhållandet mellan dessa två komponenter definierar koncentrationen av en blandning. En "mättad" lösning uppstår när lösningsmedlet har löst upp maximalt möjliga mängd löst ämne vid en specifik temperatur. Att tillsätta mer löst ämne till ett mättat lösningsmedel kommer att resultera i att det extra materialet sätter sig i botten som en fällning.
Polaritet och regeln om att "likt upplöser likt"
Ett lösningsmedels förmåga att lösa upp ett löst ämne beror starkt på dess kemiska polaritet. Polära lösningsmedel, såsom vatten, är utmärkta för att lösa upp polära lösta ämnen som salt eller socker. Icke-polära lösningsmedel, såsom hexan eller olja, krävs för att lösa upp icke-polära lösta ämnen som vax eller fett, eftersom de intermolekylära krafterna måste vara kompatibla.
För- och nackdelar
Löst ämne
Fördelar
+Lägger till funktionella egenskaper
+Bestämmer näringsvärdet
+Möjliggör kemiska reaktioner
+Mätbar för precision
Håller med
−Kan nå mättnadsgränser
−Kan fällas ut
−Ofta svårare att återhämta sig
−Kan vara giftigt i överskott
Lösningsmedel
Fördelar
+Underlättar partikelrörelse
+Kontrollerar reaktionstemperaturen
+Mångsidigt bärmedium
+Återanvändbar efter avdunstning
Håller med
−Kan vara brandfarligt (organiskt)
−Kan vara miljöfarligt
−Stora volymer krävs
−Specifikt för vissa polariteter
Vanliga missuppfattningar
Myt
Ett lösningsmedel måste alltid vara en vätska.
Verklighet
Lösningsmedel kan vara fasta ämnen eller gaser. Till exempel, i luft fungerar kväve som gasformigt lösningsmedel för syre och andra gaser, medan koppar i mässing fungerar som ett fast lösningsmedel för zink.
Myt
Lösta ämnen försvinner när de löses upp.
Verklighet
Lösta ämnen försvinner inte; de bryts ner till enskilda molekyler eller joner som är för små för att synas. Lösningens massa är summan av massan av det lösta ämnet och lösningsmedlet.
Myt
Omrörning ökar mängden löst ämne som kan lösas upp.
Verklighet
Omrörning ökar bara upplösningshastigheten. Den maximala mängden löst ämne som ett lösningsmedel kan hålla bestäms av temperaturen och ämnenas natur, inte av hur snabbt du rör om.
Myt
Vatten löser upp allting.
Verklighet
Även om vatten är ett kraftfullt lösningsmedel kan det inte lösa upp opolära ämnen som olja, plast eller många mineraler. Dessa kräver opolära organiska lösningsmedel för att bryta sina intermolekylära bindningar.
Vanliga frågor och svar
Hur vet man vilket som är lösningsmedlet om det finns två vätskor?
Om man blandar två vätskor, till exempel 20 ml etanol och 80 ml vatten, är vätskan med den största volymen (vatten) lösningsmedlet. Om de är i lika stora mängder kallas det ämne som oftast används som medium i det specifika sammanhanget vanligtvis för lösningsmedlet.
Vad är ett "universallösningsmedel"?
Vatten kallas ofta det universella lösningsmedlet eftersom dess polära natur gör att det kan lösa upp en större mängd olika ämnen (salter, sockerarter, syror, gaser) än någon annan känd vätska. Denna egenskap är avgörande för livet, eftersom den gör det möjligt för blod och cellvätskor att transportera näringsämnen.
Påverkar temperaturen det lösta ämnet eller lösningsmedlet?
Temperaturen påverkar lösningsmedelsmolekylernas kinetiska energi. För de flesta fasta lösta ämnen gör ökande temperatur att lösningsmedlet rör sig snabbare och bryter ner det lösta ämnet mer effektivt, vilket ökar lösligheten. För gasformiga lösta ämnen minskar dock ökande temperatur faktiskt lösligheten.
Vad händer när en lösning blir "övermättad"?
En övermättad lösning innehåller mer löst ämne än vad lösningsmedlet normalt skulle innehålla vid den temperaturen. Detta uppnås genom att lösa upp det lösta ämnet vid hög temperatur och kyla det mycket långsamt. Dessa lösningar är instabila och kommer att kristallisera om en enda "frökristall" tillsätts.
Vad är skillnaden mellan ett löst ämne och en fällning?
Ett löst ämne är det ämne som för närvarande är upplöst och osynligt i lösningen. En fällning är det fasta ämne som bildas och faller ut ur lösningen när lösningsmedlet inte längre kan hålla det lösta ämnet eller när en kemisk reaktion skapar en olöslig produkt.
Kan ett lösningsmedel ha flera lösta ämnen?
Ja, ett enda lösningsmedel kan lösa upp många olika lösta ämnen samtidigt. Havsvatten är ett perfekt exempel, där vatten är lösningsmedlet för olika salter, syrgas, koldioxid och olika mineraler samtidigt.
Är det lösta ämnet alltid den fasta delen av en blandning?
Inte nödvändigtvis. I en kolsyrad dryck är det lösta ämnet en gas (koldioxid). I vinäger är det lösta ämnet en vätska (ättiksyra). Beteckningen beror på mängden och vilket ämne som dispergeras, inte dess ursprungliga tillstånd.
Vilken roll spelar ytan för ett löst ämne?
Att öka ytan på ett fast löst ämne (genom att krossa det till ett pulver) gör att fler lösningsmedelsmolekyler kan komma i kontakt med det lösta ämnet samtidigt. Detta ökar upplösningshastigheten avsevärt, även om det inte ändrar den totala mängden som kan lösas upp.
Utlåtande
Identifiera det "lösta ämnet" som det material du tillsätter eller vill ska försvinna i en blandning, och "lösningsmedlet" som den vätska eller det medium du använder för att hålla det. Inom den mesta biologiska och vattenhaltiga kemin fungerar vatten som det universella lösningsmedlet för en mängd olika livsuppehållande lösta ämnen.