1. Khái niệm dung môi, dung dịch, chất tan
- Dung môi là một loại chất hóa học được sử dụng để hòa tan các chất khác, bất kể chúng ở dạng rắn, lỏng, hay khí, nhằm tạo thành một hỗn hợp hoà hợp và đồng nhất. Dung môi thường có khả năng tan một chất ở một thể tích cố định ở một nhiệt độ xác định.
Ứng dụng của dung môi rất đa dạng trong công nghiệp. Dung môi hữu cơ thường được sử dụng chủ yếu trong các công việc như làm sạch bề mặt, chất pha loãng sơn, chất tẩy sơn và đánh bóng móng tay, cũng như làm sạch keo và các vật liệu tương tự. Các dung môi này có khả năng hòa tan và loại bỏ các tạp chất, bảo đảm sự sạch sẽ và hiệu suất của sản phẩm cuối cùng.
Tuy nhiên, sử dụng dung môi vô cơ thường bị giới hạn trong nghiên cứu hóa học và một số quy trình công nghệ cụ thể. Nước thường được ưa chuộng hơn làm dung môi vô cơ trong các ứng dụng khác nhau do tính an toàn và khả năng hòa tan đa dạng. Dung môi vô cơ thường phức tạp hơn và có thể đòi hỏi các biện pháp đặc biệt để xử lý và loại bỏ sau khi sử dụng.
Dung môi có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như rắn, lỏng, khí.
- Dung dịch là một hỗn hợp hóa học, hình thành khi một chất được hòa tan trong chất khác, tạo thành một hệ thống đồng nhất. Chất được hòa tan trong dung dịch được gọi là chất tan, trong khi chất dùng để hòa tan chất đó được gọi là dung môi. Trong dung dịch, chỉ có một pha thể hiện.
Dung dịch mang những đặc điểm của cả dung môi và chất tan. Thường thì dung môi chiếm một phần lớn trong dung dịch, trong khi chất tan chiếm một phần nhỏ hơn. Tỷ lệ giữa các thành phần trong dung dịch có thể thay đổi tùy thuộc vào lượng chất tan và dung môi được sử dụng. Điều này có nghĩa là tỷ lệ các chất trong dung dịch có thể thay đổi tùy thuộc vào sự điều chỉnh của lượng chất tan và dung môi trong quá trình tạo dung dịch.
- Chất tan là chất được hòa tan trong dung môi. Chất này thường là chất rắn hoặc lỏng ban đầu và sau khi tiếp xúc với dung môi, nó trở thành một phần của dung dịch, tạo thành một hệ thống đồng nhất. Dung môi có khả năng tương tác và làm cho chất tan tan chảy vào môi trường của nó, cho phép hình thành dung dịch với tính đồng nhất và thể hiện các đặc điểm của cả dung môi và chất tan. Việc lựa chọn dung môi thích hợp có vai trò quan trọng trong việc hòa tan chất tan một cách hiệu quả.
2. Ví dụ về dung môi, dung dịch, chất tan
- Dung môi là một chất có thể hòa tan một chất tan. Chúng có thể tồn tại ở nhiều trạng thái khác nhau như thể rắn, lỏng hay khí. Nó có thể hòa tan một chất rắn, lỏng, khí khác để tạo thành một thể đồng nhất. Ví dụ: Trộn 2ml rượu etylic với 20ml nước cất thì dung môi là nước và rượu etylic là chất tan.
- Dung dịch có thể được chia thành ba loại chính, mỗi loại phụ thuộc vào trạng thái của dung môi:
+ Dung dịch khí: Đây là loại dung dịch mà dung môi ở trạng thái khí. Dung dịch khí chỉ có khả năng hòa tan các khí khác ở điều kiện cho phép. Ví dụ điển hình là không khí, một hỗn hợp khí gồm oxi, nitơ và các khí khác. Trong không khí, các khí này tồn tại dưới dạng dung dịch khí.
+ Dung dịch lỏng: Dung dịch này có dung môi là chất lỏng, và nó có khả năng hòa tan chất tan ở dạng rắn, lỏng, hoặc khí. Ví dụ phổ biến là dung dịch oxi hòa tan trong nước. Nước muối cũng là một ví dụ khác, với phân tử muối được hòa tan trong nước tạo thành một dung dịch lỏng.
+ Dung dịch rắn: Loại dung dịch này có dung môi là chất rắn. Đây là loại dung dịch hiếm gặp hơn so với hai loại trước và đặc biệt phức tạp hơn. Ví dụ, có thể kể đến việc hòa tan thủy ngân trong vàng, tạo thành một dung dịch rắn độc đáo.
Sự phân chia này dựa trên trạng thái của dung môi và khả năng của nó để hòa tan các chất khác. Mỗi loại dung dịch này có ứng dụng và tính chất riêng, phù hợp với nhiều ngành khoa học và công nghiệp khác nhau.
- Chất tan là chất bị hòa tan trong dung môi, tạo thành một dung dịch. Ví dụ cụ thể có thể là nước đường, trong đó đường đóng vai trò là chất tan, nước là dung môi, và khi chúng kết hợp lại với nhau, tạo ra dung dịch nước đường.
Tại một nhiệt độ xác định, dung dịch có thể chia thành hai trạng thái chính:
+ Dung dịch chưa bão hòa: Đây là trạng thái của dung dịch khi nó vẫn có khả năng hòa tan thêm chất tan. Trong trường hợp này, dung dịch vẫn còn có khả năng chứa thêm lượng lớn hơn của chất tan mà nó có thể hòa tan. Sự tan chảy của chất tan trong dung dịch chưa bão hòa có thể tiếp tục khi thêm chất tan vào và được gọi là quá trình hòa tan.
+ Dung dịch bão hòa*: Ngược lại, dung dịch bão hòa là trạng thái của dung dịch khi nó đã đạt đến mức tối đa về lượng chất tan có thể hòa tan trong điều kiện nhiệt độ đó. Tại trạng thái này, dung dịch không thể chứa thêm chất tan và bất kỳ chất tan nào được thêm vào sẽ không hòa tan mà thường sẽ ngăn đọng xuống đáy dung dịch.
Sự hiểu biết về trạng thái này của dung dịch là quan trọng trong nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong ngành hóa học và công nghiệp, khi cần điều chỉnh và kiểm soát sự hòa tan của các chất để đạt được kết quả mong muốn.
3. Bài tập về dung môi, dung dịch, chất tan
Ví dụ 1: Cho thí nghiệm: Hòa tan đường vào trong nước ta được dung dịch nước đường. Hãy cho biết trong thí nghiệm trên chất tan là
A. Đường
B. Nước
C. Nước đường
D. Không có đáp án đúng
Hướng dẫn giải:
Chất tan là chất bị hòa tan trong dung môi
Đáp án A
Ví dụ 2: Có một cốc đựng NaCl bão hòa ở nhệt độ phòng. Để dung dịch đó trở thành chưa bão hòa, ta cần phải
A. Cho thêm nước cất vào dung dịch
B. Đun nóng dung dịch
C. Cho thêm tinh thể NaCl vào dung dịch
D. Cả A và B đều đúng
Hướng dẫn giải:
Để dung dịch trở thành chưa bão hòa, ta cần:
+ Cho thêm nước cất vào dung dịch để tạo thành dung dịch loãng hơn, có thể tan thêm NaCl.
+ Đun nóng dung dịch để độ tan tăng, muối có khả năng tan nhiều hơn nên tạo thành dung dịch chưa bão hòa.
Đáp án D
Ví dụ 3: Chọn câu trả lời đúng:
Ở một nhiệt độ xác định: Dung dịch chưa bão hòa là
A. Dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan
B. Dung dịch có thể hòa tan thêm chất tan
C. Hỗn hợp của chất khí trong chất lỏng
D. Cả A và B đều đúng
Hướng dẫn giải
Đáp án B
C. Bài tập tự luyện
Câu 1: Hãy chọn câu trả lời đúng:
Dung dịch là hỗn hợp
A. Của chất rắn trong chất lỏng
B. Đồng nhất của chất rắn và dung môi
C. Đồng nhất của dung môi và chất tan
D. Đồng nhất của chất rắn và dung môi
Đáp án C
Câu 2: Trộn 1 ml rượu etylic với 10 ml nước cất. Khẳng định nào sau đây đúng?
A. Dung môi là rượu etylic, chất tan là nước
B. Dung môi là nước, chất tan là rượu etylic
C. Cả 2 chất nước và rượu etylic vừa là chất tan vừa là dung môi
D. Rượu etylic hoặc nước có thể là chất tan hoặc là dung môi
Hướng dẫn giải:
Rượu etylic tan vô hạn trong nước hoặc có thể nói nước tan vô hạn trong rượu etylic, mà thể tích của rượu etylic là 1 ml ít hơn thể tích của nước là 10 ml nên chất tan là rượu etylic, dung môi là nước.
Đáp án B
Câu 3: Chọn đáp án sai:
A. Dung dịch chưa bão hòa là dung dịch có thể hòa tan thêm chất tan
B. Chất tan là chất bị hòa tan trong dung môi
C. Dung dịch bão hòa là dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan
D. Dung dịch là hỗn hợp đồng nhất của các chất rắn, lỏng và khí trong dung môi
Hướng dẫn giải:
D là đáp án sai vì dung dịch là hỗn hợp đồng nhất giữa dung môi và chất tan
Đáp án D
Câu 4: Cho thí nghiệm sau:
Hòa tan muối ăn trong nước ta được dung dịch muối. Hãy cho biết dung môi và chất tan lần lượt là
A. Muối ăn, nước
B. Nước, muối ăn
C. Dung dịch muối, nước
D. Không có đáp án đúng
Đáp án B
Câu 5: Dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan là
A. Dung dịch bão hòa
B. Dung dịch chưa bão hòa
C. Cả dung dịch bão hòa và dung dịch chưa bão hòa
D. Không có đáp án đúng
Hướng dẫn giải:
Dung dịch bão hòa là dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan
Đáp án A
Câu 6: Cho đường vào nước, lúc đầu đường tan hoàn toàn ta được dung dịch chưa bão hòa. Làm thế nào để dung dịch đó trở thành bão hòa?
A. Đun nóng dung dịch
B. Cho thêm đường vào dung dịch
C. Cho thêm nước vào dung dịch
D. Cả A, B, C đều đúng
Hướng dẫn giải:
Cho thêm đường vào dung dịch đến khi đường không tan nữa, khi đó ta được dung dịch bão hòa.
Đáp án B
Thông tin trên đây chỉ mang tính chất tham khảo. Trân thành cảm ơn!
