Oldat
 |
Ez a szócikk vagy szakasz lektorálásra, tartalmi javításokra szorul. |
Oldatnak nevezzük azokat a két, vagy többkomponensű, többnyire folyékony elegyeket, amelyek összetételét, vagy szerkezetét a komponensek közötti kémiai, vagy fizikai erők rendezetté teszik.
Az oldat elnevezést ezen belül azokra a rendszerekre használjuk, amelyekben egyik komponens – az oldószer – koncentrációja a többiéhez – oldott anyagok – képest viszonylag nagy.[1]
A komponens a rendszert alkotó, kémiailag egységes részecskéinek halmaza. Megkülönböztetünk egy-, két- és többkomponensű rendszereket. Az oldat fogalmát általánosságban a folyékony halmazállapothoz kötjük. A tudomány ismer azonban szilárd halmazállapotú oldatokat is.[2]
Gyakori oldószerek például a víz, benzin, alkohol stb.[* 1] Oldott anyag lehet például a só, cukor, oxigén, alkohol stb.
Az oldódás
Az oldódást az oldandó anyag és az oldószer részecskéinek kölcsönhatása, állandó mozgása teszi lehetővé. Az oldandó anyag és az oldószer részecskéinek[3] egyenletes elkeveredését a hőmozgás okozza. Az oldat tulajdonságai szempontjából közömbös az, hogy az oldott anyag eredetileg milyen halmazállapotú volt. (Így oldott anyagnak tekinthetjük a vízben oldott ecetsavat is, amely folyékony, és az oxigént is, amely gáz halmazállapotú.)[4]
Az oldódás sebessége
Az oldódás sebessége függ az oldószer és az oldott anyag hőmérsékletétől, minőségétől, az oldódó anyag felületének nagyságától és az áramlást elősegítő keveréstől.[5][6]
Az oldhatóság (vagy oldékonyság) a különféle anyagoknak az a tulajdonsága, hogy belőlük azonos mennyiségű oldószerben különböző mennyiségek oldódnak fel. Az anyagok oldhatóságát az oldandó anyag és az oldószer minőségén kívül a hőmérséklet is befolyásolja. A gázok oldhatósága a hőmérséklettől és a nyomástól is függ; nagyobb nyomáson több gáz oldódik.
Az oldatok telítettsége
Az oldhatósággal kapcsolatos fogalmakat és azok numerikus adatait atmoszférikus nyomáson és szobahőmérsékleten kell értelmezni.
Az oldatokat telítettség szempontjából több csoportba sorolhatjuk:
- híg oldat: ha az oldott anyag részarányát minden határon túl csökkentjük, akkor a híg oldat fogalmához jutunk.[7] A híg oldatok törvényszerűségei nem az oldott anyagtól, hanem az oldószertől függenek.
- telítetlen oldat: ha az oldott komponens koncentrációja kisebb, mint az adott körülményekhez (oldószer, hőmérséklet, nyomás) tartozó oldhatósága (az oldandó anyagból még több is oldódhat);
- telített oldat: ha az oldott komponens koncentrációja megegyezik az adott körülményekhez (oldószer, hőmérséklet, nyomás) tartozó oldhatóságával (a feleslegben hozzáadott anyag oldatlanul visszamarad);[* 2]
- túltelített az oldat, ha az oldott komponens koncentrációja nagyobb, mint az adott körülményekhez (oldószer, hőmérséklet, nyomás) tartozó oldhatósága. Ilyen rendszer akkor jön létre, ha adott hőmérsékleten egy telített oldat elkezd hűlni és benne a kristálygóc-képződés különféle gátlások miatt nem indul meg.
A korlátlan oldódás fogalma kifejezi azt, hogy valamely oldott anyag valamely meghatározott oldószerben tetszőleges mértékben oldható. Folyadéknak folyadékban való oldódásra példa az alkohol–víz elegy. Bármelyiket tekintjük oldott anyagnak, annak a részaránya nullától az egyig bármekkora értéket felvehet.[* 3]
Az ammónia a vízben atmoszférikus nyomáson nem oldódik korlátlanul, ám kb. 4,3 bar nyomáson az oldódás korlátlanná válik.[* 4]
Érdekes jelenség tapasztalható a cukornál. Atmoszférikus nyomáson az oldhatóság alsó határa -9,5 °C-on 60% (eutektikum), szobahőmérsékleten 64% (tömegtört), magasabb hőmérsékleten kb. 80%. Ebből az oldatból 100 °C alatt a cukor kikristályosodik; 113 °C felett a víz elkezd kipárologni. Ha a hőmérsékletet és a cukortartalmat tovább növeljük, 132 °C ig és 90%-ig a cukor még oldatban marad. E határ felett megkezdődik a kémiai bomlása (karamellizáció).
Az oldódás energiaváltozása
- Ha az oldat az oldódás közben lehűl: endoterm oldódás
- Ha az oldat az oldódás közben felmelegszik: exoterm oldódás
Ezek a tulajdonságok termodinamikai alapokon írhatóak le.[7]
Az oldat töménysége
Az oldat töménységét számszerűen az összetételi aránya adja meg. Ez lehet akár tömegtört is.
Jele: wB.
mo = oldat tömege moa = oldott anyag tömege mosz = oldószer tömege
Wb = moa / mo · 100
mo = moa + mosz
moa = mo – mosz
mosz = mo – moa
A tömény oldat elnevezés általában a telített oldat szinonimája szokott lenni.
Jegyzetek
- ↑ Az oldószerek általános csoportosítása: víz, illetve szerves oldószer
- ↑ Az IUPAC jelölésrendszer a telített oldat összetételét az anyagmennyiség-koncentráció értékével határozza meg
- ↑ Kb. 92% alkoholtartalomnál legnagyobb a szilárd és a légnemű állapot közötti tartomány: az oldat -123°C-tól +78 °C-ig cseppfolyós állapotban van
- ↑ 4,3 bar nyomáson és nulla °C-on az ammónia folyadék. Ennél magasabb nyomáson folyékony halmazállapotú, ha a hőmérséklete alacsonyabb, mint a kritikus hőmérséklet, 133 °C
Források
- ↑ Veneckei István: Az oldatokról. ELTE. [2017. augusztus 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2017. szeptember 28.)
- ↑ dr. Hári László: Szilárd oldat. Tankönyvtár. (Hozzáférés: 2017. szeptember 29.)
- ↑ Szabó Márta: Oldatok. Diszperz rendszerek. Sulinet. (Hozzáférés: 2017. szeptember 28.)
- ↑ Az oldatok tulajdonságai. Cheminfo. (Hozzáférés: 2017. szeptember 28.)
- ↑ Wajand Judit. Kémiai fogalomtár középiskolásoknak, 1. kiadás, Budapest: Nemzeti Tankönyvkiadó, 39. o. (2012). ISBN 978-963-19-7192-7
- ↑ Tombacz Etelka: Makromolekuláris olatok tulajdonságai. Szegedi Egyetem. (Hozzáférés: 2017. szeptember 28.)
- ↑ a b Fogarasi József, Petrik Lajos: Híg oldatok törvényei. Fogarasi tanár úr. [2017. szeptember 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2017. szeptember 28.)