תמיסה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

תמיסה בכימיה היא תערובת הומוגנית של כמה חומרים שונים, כאשר אחד מהם מתפקד כממס והאחרים מומסים בו. פרודותיהם של החומרים המומסים, היכולים להיות בכל מצבי הצבירה, מוקפות כולן בפרודותיו של הממס.

לדוגמה, כפית סוכר בכוס מים היא תמיסה של מוצק בנוזל. זהב מומס בכספית היא תמיסה הקרויה אמלגמה. הדגים אינם נושמים את החמצן המהווה חלק מן התרכובת מים - הם נושמים את החמצן המומס במים. תפקיד משאבות האוויר באקווריום המזרימות חמצן דרך המים הוא להגדיל את המסת החמצן במים.

[עריכה] הממס

הממס קובע את מצבה הפיזיקלי של התמיסה (מוצקה, נוזלית או גזית). הממס מוגדר על פי רוב כהחומר שכמותו בתמיסה היא הגדולה ביותר, בעוד כל שאר החומרים נחשבים מומסים. לעתים, מגדירים חומר שכמותו פחותה יותר כהממס, מכיוון שזה מהווה בדרך כלל חלק גדול יותר בתמיסות שונות או הוא זה הקובע את מצבה הפיזיקלי, כמו למשל מים.

[עריכה] מסיסות

ערך מורחב – מסיסות

על מנת ליצור תמיסה, חייבים החומרים להיות מסיסים אחד בשני. קריטריון אחד הוא הקוטביות של מרכיבי החומרים: תרכובות קוטביות, הידרופיליות, כגון אתנול וסוכרים פשוטים, ומלחים קלי-תמס, המורכבים מיונים בעלי מטענים שלמים, כדוגמת נתרן כלורי, יתמוססו אך ורק בחומרים קוטביים אחרים, כגון מים. חומרים הידרופוביים, בעלי מולקולות נייטרליות ולא-קוטביות, כמו שומן ופחמימנים פשוטים, יתמוססו אחד בשני, ולא בחומרים הידרופיליים.

התמוססות מתאפשרת באמצעות קשרים בין מולקולריים, הנוצרים בין החומרים המתמוססים אחד בשני. קשרים אלו צריכים להיות מספיק חזקים על מנת לאפשר לחלקיקי חומר אחד להתרחק אחד מהשני ולהתפזר בין חלקיקי החומר האחר. כך, לדוגמה: התמוססות אתנול, אצטון וחד-סוכרים במים מתאפשרת על ידי היווצרות קשרי מימן. התמוססות אצטון ופחמימינים שונים בשומן מתאפשרים על ידי קשרי ואן דר ואלס.

באינטרקציה בין חומרים קוטביים ללא-קוטביים, החומר הקוטבי בעצם "דוחה" את הלא-קוטבי ולא מאפשר התמוססות, מכיוון שהקשרים הבין מולקולריים המתקיימים בין מולקולות החומר הקוטבי מצריכים רמת אנרגיה נמוכה יותר מאלה שמולקולות החומר הלא-קוטבי יכולה ליצור. כאשר מולקולות שלא מקיימות קשרים אלה "נדחפת" באמצע, היא מקטינה את מספר הקשרים הקיימים בין המולקולות הקוטביות וכך מעלה את רמת האנרגיה של המערכת. כידוע, מערכת שואפת להיות ברמה האנרגתית הנמוכה ביותר ולכן מולקולות החומר הלא-קוטבי נדחפות החוצה ונעשית הפרדה פיזית בין שני החומרים, כמו בין שמן ומים.

[עריכה] סבון

סבון הוא ממס מיוחד. כדי להיות מומס במים, על סבון להיות מומס קוטבי. כדי להמיס שומנים, עליו להיות ממס בלתי קוטבי. בפועל, למולקולת הסבון ראש קוטבי וזנב ארוך ושומני. מולקולות הסבון מומסות במים בזכות חלקן הקוטבי. כאשר הן באות במגע עם לכלוך שומני, הן מסתדרות בצורת כדור ועוטפות את מולקולת השומן כך שחלקן השומני של פונה למולקולת השומן וממיס אותו וחלקן הקוטבי של פונה למים ומומס בהם. כך נוצר מבנה כדורי הנושא את מולקולת השומן. תהליך זה נקרא תחלוב.

[עריכה] נקודת רוויה

כאשר חומר מסיס בא במגע עם ממס, נוצר מבנה של פרודות הממס סביב פרודת המומס, אשר מאפשר למבנה להישאר יציב. כאשר אין הממס מסוגל ליצור מבנה סביב פרודה מומסת נוספת, התמיסה נקראת רוויה. תמיסה רוויה היא כזו שכאשר מוסיפים לה עוד מן החומר שהמסו בה, הוא נותר במצבו המקורי, ואינו מומס. כך למשל ניתן ליצור תמיסה של חמש כפיות סוכר בכוס מים, אך 12 כפיות סוכר עשויות להוות בעיה. כמות החומר שתמיסה מסוגלת להכיל בתוכה - נקודת הרוויה - תלויה בתנאים שונים כגון טמפרטורה, לחץ וזיהומים. כאשר התמיסה עוברת את נקודת הרוויה שלה, היא נמצאת במצב של רווית יתר. במצב זה, תמיסה לא יכולה להכיל את כל המומס בה והוא מופרש ממנה.

לדוגמה: העלאת טמפרטורה האוויר ביום (האוויר הוא תמיסת גזים שונים ומים, כאשר חנקן נחשב הממס), גורמת להעלת נקודת הרוויה שלו ולהתאדות של מים נוספים (עליית הלחות המוחלטת). הורדת הטמפרטורה בערב ובעיקר בלילה, גורמת לתמיסה להיות רוויה יתר המידה במים, מכיוון שירידת הטמפ' מורידה את נקודת הרוויה (הלחות הייחסית מגיעה ל-100%, נקודת הטל), כך שמים חייבים להתעבות ולהפוך לטיפות מים קטנטנות. טיפות אלה יורדות בצורת טל.