Concentrația procentuală a soluțiilor

Te-ai întrebat vreodată de ce unele substanțe se dizolvă în apă, iar altele nu? Aceasta se numește solubilitate - proprietatea unei substanțe de a se dizolva într-un solvent.

Solubilitățile diferă de la o substanță la alta. Unele sunt foarte solubile, altele puțin solubile, iar unele sunt chiar insolubile. O soluție poate fi saturată (conține cantitatea maximă de substanță dizolvată), nesaturată sau concentrată.

Concentrația procentuală de masă (c%) arată câtă substanță este dizolvată în 100g de soluție. Formula matematică este:

c% = (md · 100) / ms

Unde:

• md = masa substanței dizolvate
• ms = masa soluției

Știai că? Din această formulă poți calcula orice mărime necunoscută. Dacă știi concentrația și masa soluției, poți afla cât de multă substanță s-a dizolvat!

Soluții apoase și dizolvarea

Soluțiile sunt amestecuri omogene ce rezultă în urma dizolvării unei substanțe în alta. Când pui zahăr în ceai, creezi o soluție!

O soluție are două componente principale:

• Dizolvatul (solvatul, solutul) - substanța care se dizolvă (zahăr, sare)
• Dizolvantul (solventul) - substanța în care se produce dizolvarea (apă, alcool, benzină)

Apa este cel mai folosit dizolvant, iar soluțiile cu apă se numesc soluții apoase. Masa totală a soluției este egală cu suma maselor dizolvatului și dizolvantului.

Dizolvarea este influențată de mai mulți factori: dimensiunea particulelor (cu cât sunt mai mici, cu atât se dizolvă mai rapid), temperatura (de obicei, la temperaturi mai mari, dizolvarea e mai rapidă) și agitarea componentelor.

Încearcă singur! Pune zahăr în apă rece și apoi în apă caldă. Vei observa că se dizolvă mai repede în apa caldă!

Metode de separare a substanțelor din amestecuri

Știai că poți separa substanțele dintr-un amestec? Iată metodele principale:

Decantarea este metoda de separare a unui amestec solid-lichid când densitatea solidului este mai mare decât a lichidului. Se folosește pentru obținerea apei potabile și a băuturilor alcoolice.

Filtrarea separă amestecurile solid-lichid cu ajutorul unei mase poroase (filtru). O folosim zilnic pentru a obține cafea, apă potabilă, și chiar în filtrele mașinilor.

Cristalizarea este trecerea unei substanțe solide din soluție în stare cristalină. Așa se obține zahărul și sarea de bucătărie.

Distilarea separă amestecurile omogene de lichide prin fierbere și condensare. Este folosită pentru obținerea băuturilor alcoolice și a fracțiunilor de petrol (benzină).

Aplicație practică: Când fierbi paste, folosești decantarea pentru a separa apa de paste!

Materie, corp și substanță

Tot ce ne înconjoară este format din materie. Corpurile sunt porțiuni limitate de materie, iar substanțele pot fi simple sau compuse, în stare solidă, lichidă sau gazoasă.

Proprietățile fizice sunt însușiri prin care putem identifica substanțele. Unele sunt observabile direct (formă, culoare, stare de agregare, miros, gust), iar altele sunt măsurabile $temperatura de topire/fierbere, densitatea, duritatea, solubilitatea$.

Fenomenele fizice sunt transformări în care substanțele nu își schimbă compoziția, doar forma sau starea de agregare. Exemple sunt: ruperea, topirea, dizolvarea, dilatarea.

Fenomenele chimice sunt transformări în care substanțele își schimbă compoziția. Exemple sunt: oxidarea, fermentația, fotosinteza, respirația.

Interesant! Când tai o bucată de hârtie, are loc un fenomen fizic. Când arde, are loc un fenomen chimic!

Atomul și structura sa

Atomul este cea mai mică particulă dintr-o substanță ce nu poate fi divizată prin procedee chimice obișnuite. Este format din nucleu (în centru) și înveliș electronic (în jurul nucleului).

Nucleul conține particule numite nucleoni:

• Protonii $p+$ au sarcină pozitivă și masă de 1,67 · 10^-27 kg
• Neutronii (n0) nu au sarcină electrică și au aproximativ aceeași masă ca protonii

Totalitatea protonilor din nucleu determină numărul atomic Z, iar suma protonilor și neutronilor dă numărul de masă A. Numărul de neutroni se calculează: n = A - Z.

Atomii cu același număr atomic formează un element chimic. Există 118 elemente chimice, dintre care 92 sunt naturale.

Fascinant! Atomul este atât de mic încât într-un vârf de ac ar încăpea miliarde de atomi!

Nucleul atomic și nucleonii

Nucleul atomic este inima atomului și conține aproape toată masa acestuia (99%). Este foarte stabil și nu se modifică în timpul reacțiilor chimice obișnuite.

Protonul a fost descoperit în 1911 de E. Rutherford. Are sarcină electrică pozitivă și o masă de 1,67 · 10^-27 kg. Numărul de protoni din nucleu determină numărul atomic Z și indică ce element chimic este.

Neutronul a fost descoperit mai târziu, în 1932, de I. Chadwick. Nu are sarcină electrică, dar are aproape aceeași masă ca protonul. Numărul de neutroni se poate calcula cu formula: n = A - Z, unde A este numărul de masă.

Protonii și neutronii sunt ținuți împreună în nucleu prin forțe nucleare foarte puternice, ceea ce îi conferă nucleului o stabilitate remarcabilă.

Interesant! Deși nucleul ocupă doar o fracțiune minusculă din volumul atomului (ca un bob de mazăre pe un teren de fotbal), el conține aproape toată masa!

Structura tabelului periodic

Tabelul periodic este ca o hartă a elementelor chimice organizate într-un mod special. Este împărțit în:

• Perioade - rândurile orizontale, notate cu cifre de la 1 la 7
• Grupe - coloanele verticale (8 grupe principale și zece coloane mai puțin des utilizate)

Există o relație importantă între structura învelișului electronic al unui element și poziția sa în tabelul periodic. Numărul perioadei corespunde numărului ultimului strat electronic.

De exemplu, sulful se găsește în grupa 16 și perioada 3. Asta înseamnă că are 6 electroni pe ultimul strat și un total de 3 straturi electronice.

Aplicație practică: Data viitoare când vezi un element chimic, uită-te unde este poziționat în tabelul periodic - îți va spune multe despre comportamentul său!