ROZWIĄZANIA EMPIRYCZNE: CHARAKTERYSTYKA, PRZYGOTOWANIE I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2026

Rozwiązania empiryczne to te, w których dokładne ilości substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika nie są zdefiniowane lub odtwarzane. Zależności między ilością substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika w tych roztworach nie określa się ilościowo; dlatego brakuje im znanej koncentracji.

Rozwiązanie empiryczne, jak wskazuje słowo „empiryczne”, jest wytworem praktyki, doświadczenia osoby przygotowującej rozwiązanie. Rozwiązania te nazywane są również rozwiązaniami jakościowymi.

Sok z kiwi: przykład rozwiązania empirycznego. Źródło: pexels.

Podczas przygotowywania soku z kiwi dodaje się różną objętość i liczbę plasterków, w zależności od wielkości słoika lub liczby gości czekających na ugaszenie pragnienia.

Ilości substancji rozpuszczonej (kiwi i cukier) i rozpuszczalnika (wody) zastosowane w preparacie są oparte na ocenie lub doświadczeniu osoby przygotowującej roztwór. Podobnie przygotowanie tego rozwiązania empirycznego podlega kryteriom smakowym; jeśli dana osoba woli słodsze, dodaj pół szklanki więcej cukru.

Dlatego składnikom soku z kiwi brakuje określonego lub znanego stężenia, takiego jak w roztworach standardowych. Ponadto sok ten nie może być wyrażony żadnymi jednostkami stężenia, fizycznymi lub chemicznymi; chyba że wszystkie składniki są odpowiednio zważone i odmierzone.

Rozwiązania empiryczne nie mają wspólnego, ważnego zastosowania w przemyśle czy nauce. Przygotowanie rozwiązań empirycznych jest sporadyczne w chemii, na przykład w testach mediów rozpuszczających.

Charakterystyka rozwiązań empirycznych

Wśród cech, które można przypisać rozwiązaniom empirycznym, są następujące:

-Zwykle przygotowywane są w miejscach nieformalnych, takich jak domy, restauracje, fontanny sodowe, bary i inne podobne miejsca.

-Każdy może je przygotować bez specjalnego przeszkolenia z chemii lub wcześniejszego doświadczenia w laboratorium.

-Przygotowanie tych roztworów odbywa się w celu zaspokojenia lub pokrycia wszelkich potrzeb, głównie kulinarnych, m.in.

-Podczas przygotowywania tych rozwiązań przeważają doświadczenie, praktyka, kryteria, potrzeba lub gust tych, którzy je przygotowują.

-Są przygotowywane bez stosowania żadnej metody ważenia, bez konieczności wykonywania obliczeń stechiometrycznych lub sprzętu instrumentalnego; na przykład pH-metr.

-Przy jego przygotowaniu nie używa się materiałów objętościowych, ponieważ nie jest konieczne dokładne pomiary objętości rozpuszczalników lub ciekłych substancji rozpuszczonych.

-Jego przygotowanie jest na ogół rzadkie w laboratoriach rutynowych i badawczych, gdzie zwykle wymagane są roztwory miareczkowane.

-Rozwiązania empiryczne, które są najczęściej przygotowywane w domach, to substancje rozpuszczone w cieczach. Mieszanki płynów w płynach są również często przygotowywane, na przykład do przygotowywania koktajli.

Rodzaje lub klasyfikacja

Klasyfikacja rozwiązań empirycznych jest podobna do klasyfikacji rozwiązań cenionych, jeśli jest wyrażona jakościowo lub nieformalnie. Jest już jasne, że ilość substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika w tych roztworach nie jest dokładnie określona.

Rozważając rozpuszczalność i ilość substancji rozpuszczonej, która jest dodawana do rozpuszczalnika, roztwory empiryczne można rozcieńczać lub zatężać. Podobnie, skoncentrowane roztwory empiryczne można również sklasyfikować jako nienasycone, nasycone lub przesycone.

Napój instant można przygotować rozcieńczony lub skoncentrowany, w zależności od gustu lub potrzeb obiadu.

Rozcieńczony roztwór

Jest to roztwór, do którego dodano niewielką ilość substancji rozpuszczonej w stosunku do ilości obecnego rozpuszczalnika. Smak powstałego roztworu, uzyskany kolor, między innymi, wskaże, jak rozcieńczony lub stężony jest roztwór. Przykładem takiego rozwiązania może być dodanie odrobiny rozcieńczonego cukru do filiżanki wody.

Skoncentrowany roztwór

Są to roztwory, które zawierają dużą lub dużą ilość substancji rozpuszczonej w stosunku do ilości rozpuszczalnika w roztworze. Roztwór empiryczny zatęża się przez dodanie większej ilości substancji rozpuszczonej lub zmniejszenie objętości rozpuszczalnika.

Roztwór nienasycony

Jest to roztwór, w którym ilość substancji rozpuszczonej jest wysoka bez nasycania roztworu; w związku z tym jeszcze więcej substancji rozpuszczonej można rozpuścić bez tworzenia osadu.

Roztwór nasycony

Jest to roztwór, w którym dodano maksymalną ilość substancji rozpuszczonej, jaką rozpuszczalnik może rozpuścić. W przygotowanym roztworze żadna substancja rozpuszczona nie będzie się już rozpuszczać w roztworze rozpuszczalnika.

Roztwór przesycony

Jest to ten roztwór, który został przygotowany z ilością substancji rozpuszczonej, która przekracza limity lub zdolność rozpuszczania rozpuszczalnika. Tylko poprzez podwyższenie temperatury można zwiększyć rozpuszczalność substancji rozpuszczonej.

Przygotowanie

Jak wskazano w poprzednich akapitach, przy przygotowywaniu rozwiązań empirycznych przeważać będą gusta osoby przygotowującej rozwiązanie. Ilość substancji rozpuszczonej, jak również ilość rozpuszczalnika, będą zależeć od indywidualnych, osobistych kryteriów i wymagań.

Do jego przygotowania nie zostanie zastosowane ważenie substancji rozpuszczonej, dlatego jednostki miary nie istnieją numerycznie.

materiały

Można używać przyborów, takich jak łyżki, wlewanych do pojemników, które również będą pozbawione wskaźnika objętości; szklanki lub dzbanki, a nawet kosmyki dodane z palców lub ciasna ilość w pięściach.

Kawa, koktajle i herbata

Roztwór empiryczny może zawierać jedną lub więcej substancji rozpuszczonych w określonej ilości rozpuszczalnika. Podobnie jak na przykład kawa, oprócz wody i kawy, cukier jest zwykle dodawany jako słodzik.

Z drugiej strony może również składać się z mieszanki płynów, na przykład koktajli. W celu przygotowania tego rodzaju roztworu empirycznego miesza się różne trunki, a przy braku metryk umiejętność przygotowania tego samego napoju o tym samym smaku poddawana jest próbie niezliczoną ilość razy.

Można go przygotować z substancji stałych, takich jak zielona herbata lub inne przyprawy, które nadają rozpuszczalnikowi swój smak i zapach. Roztwór empiryczny przygotowuje się po wylaniu tego preparatu lub przepuszczeniu przez sito, pozostawiając roztwór jednorodny.

Przykłady

Istnieje wiele przykładów rozwiązań empirycznych przygotowywanych rutynowo w domu lub sporadycznie w laboratoriach, które można podać.

Przygotowanie napojów

W domu, w restauracjach i innych punktach gastronomicznych napoje są przygotowywane codziennie, w sposób ciągły lub rutynowy. Istnieje wiele napojów instant, takich jak herbata czy napoje czekoladowe, których kryteriami są smak i smak ludzi.

Na bieżąco przygotowywane są m.in. kawy, lemoniady, herbaty, czekolada mleczna, kawa z mlekiem, koktajle, guarapity.

Testy mediów rozpuszczających

W chemii roztwory empiryczne przygotowuje się, wykonując niektóre testy przygotowania podłoża do rozpuszczania.

Przykładem może być sytuacja, w której masz organiczny związek P i chcesz zbadać jego rozpuszczalność w różnych rozpuszczalnikach. Z wyników jakościowych, które są rozwiązaniami empirycznymi, można przygotować specyficzne medium rozpuszczające.

Badania przeprowadzane są na mediach rozpuszczających dla tego związku, bez konieczności stosowania materiału objętościowego do jego przygotowania.

W tym podłożu rozpuszczalniki lub odczynniki są dodawane do punktu, w którym uzyskuje się odpowiednie rozpuszczenie P. Na podstawie poprzednich pomiarów przeprowadza się tę samą procedurę w celu rozpuszczenia innych ciał stałych o tym samym charakterze P.

Następnie można oszacować stężenie tych odczynników potrzebne do odtworzenia środowiska rozpuszczającego; w związku z tym nie jest to już rozwiązanie empiryczne.

Kąpiel lodowa

Roztwory empiryczne można przygotować stosując lód lub kąpiele krioskopowe w celu utrzymania substancji lub medium reakcyjnego w niskich temperaturach. Osoba, która go przygotowuje, dodaje niepewną ilość lodu, soli i wody, aby wystarczająco ostudzić pojemnik lub materiał umieszczony wewnątrz wanny.

Stosowanie wskaźników pH

Innym przykładem jest dodanie stałych wskaźników kwasowo-zasadowych do próbki, która zostanie poddana miareczkowaniu wolumetrycznemu. Jeśli wskaźnik już wykazuje barwę przy pH próbki, należy dodać taką ilość, aby intensywność jego koloru nie kolidowała z punktem końcowym (przesunięciem wskaźnika) w miareczkowaniu.

Dzieje się tak na przykład podczas pracy z czarnym wskaźnikiem eriochromu T. Jego ciało stałe składa się z czarnych kryształów, które intensywnie zabarwiają miareczkowaną próbkę. Jeśli dodasz zbyt dużo tego wskaźnika, roztwór zmieni kolor na ciemnoniebieski, uniemożliwiając zobaczenie punktu końcowego.

Roztwór wodorowęglanu

Wodorowęglan na oparzenia kwasem: dodaj taką ilość wodorowęglanu do wody, aż będzie nasycony.

Gdy roztwór ten nie jest przygotowany przed wypadkiem, dodaje się celową ilość tej soli do wody wyłącznie w celu zneutralizowania kwasu lub zasady w dotkniętym obszarze ciała.

ozdoby świąteczne

Kiedy kulki improwizuje się kolorowymi roztworami (związki metali przejściowych, barwniki itp.) Do dekoracji laboratoriów w grudniu, stosuje się roztwory empiryczne (o ile nie zostały przygotowane ilościowo).

Ostateczna refleksja

Podsumowując, w laboratorium jest bardzo niewiele przypadków, w których sprawdza się rozwiązania empiryczne (a znacznie rzadziej na poziomie przemysłowym).

Dzieje się tak, ponieważ niezbędna jest możliwość doskonałego odtworzenia rozwiązań. Co więcej, dokładność i precyzja pomiarów nie mogą zostać poświęcone; ponieważ wiarygodność i jakość wyników eksperymentalnych uległyby zmniejszeniu.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Wyrażanie stężeń. (sf). Odzyskany z: chem.purdue.edu
3. Zapata, M. (2016). Koncentracja rozwiązań: rozwiązania jakościowe. Odzyskany z: quimicaencasa.com
4. Wikipedia. (2019). Rozpuszczenie. Odzyskane z: es.wikipedia.org
5. Andrade C. Guevara. (2012). Rozwiązania empiryczne. . Odzyskany z: roa.uveg.edu.mx