ריכוז ומסיסות

כמה סוכר אפשר להמיס בכוס תה? ומה קורה כשמוסיפים עוד?

beakerמהו ריכוז?

ריכוז מתאר כמה מומס יש בתמיסה באופן יחסי.
תמיסה מרוכזת מכילה הרבה מומס, ותמיסה מדוללת מכילה מעט מומס. ניתן לשנות את הריכוז על ידי הוספת מומס (ריכוז עולה) או הוספת ממס (ריכוז יורד).
droplet

מרוכז מול מדולל

תמיסה מרוכזת: צבע כהה, טעם חזק
תמיסה מדוללת: צבע בהיר, טעם חלש
הוספת מומס = ריכוז עולה
הוספת ממס = ריכוז יורד

dropletריכוז - מרוכז מול מדולל

ריכוז מתאר כמה מומס יש בתמיסה ביחס לכמות הממס.

מה זה ריכוז?
ריכוז הוא מדד יחסי לכמות המומס בתמיסה. תמיסה עם הרבה מומס היא מרוכזת, ותמיסה עם מעט מומס היא מדוללת.

איך מזהים?

תמיסה מרוכזת:
- צבע כהה יותר (כשהמומס צבעוני)
- טעם חזק יותר
- צפיפות גבוהה יותר
- דוגמה: סירופ סוכר סמיך

תמיסה מדוללת:
- צבע בהיר יותר
- טעם חלש יותר
- צפיפות נמוכה יותר
- דוגמה: מים עם מעט סוכר

איך משנים ריכוז?

להעלות ריכוז: להוסיף עוד מומס, או לאדות ממס
להוריד ריכוז (לדלל): להוסיף עוד ממס (מים)

דוגמה מחיי היומיום:
כשמכינים מיץ ממרכז - מוסיפים מים כדי לדלל אותו. ככל שמוסיפים יותר מים, התמיסה מדוללת יותר (פחות מתוקה).

ריכוז עוזר לנו להשוות בין תמיסות שונות ולדעת כמה "חזקה" התמיסה - ברמה איכותית: מרוכזת, מדוללת, או רוויה!

lightbulbדוגמאות לריכוז בחיי היומיום

מיץ מרוכז מול מדולל

מיץ מרכז מהקופסה: תמיסה מרוכזת מאוד - צבע כהה, טעם חזק מאוד, סמיך.

אחרי הוספת מים: תמיסה מדוללת - צבע בהיר יותר, טעם נעים.

הוספנו ממס (מים) ← ריכוז ירד.

מי ים מול מי ברז

מי ים: תמיסה מרוכזת של מלחים - טעם מלוח חזק, צפיפות גבוהה.

מי ברז: תמיסה מדוללת מאוד - כמעט לא מרגישים טעם.

תה חזק מול תה חלש

שקית תה שנשרתה 5 דקות: צבע חום כהה, טעם חזק ← מרוכז.

שקית תה שנשרתה 30 שניות: צבע בהיר, טעם עדין ← מדולל.

זמן ההשריה משפיע על כמות המומס שנמס.

סירופ מול מים ממותקים

סירופ: תמיסה מרוכזת מאוד של סוכר - סמיך, מתוק מאוד.

מים עם כפית סוכר: תמיסה מדוללת - נוזלי, מתוק מעט.

שניהם תמיסות סוכר - אבל בריכוז שונה!

test-tubeמסיסות - כמה אפשר להמיס?

לכל חומר יש גבול של כמה ניתן להמיס אותו בממס מסוים.

מסיסות היא הכמות המקסימלית של מומס שניתן להמיס בכמות נתונה של ממס בטמפרטורה מסוימת.

כשמגיעים למסיסות המקסימלית, התמיסה נקראת תמיסה רוויה (saturated solution).

דוגמה:
מסיסות מלח במים בטמפרטורת החדר היא גבוהה - אפשר להמיס כמות גדולה של מלח במים. אבל יש גבול! אם ננסה להוסיף יותר מדי, המלח פשוט ישקע בקרקעית.

סוגי תמיסות:

תמיסה בלתי-רוויה (unsaturated) - עדיין אפשר להמיס עוד מומס
תמיסה רוויה (saturated) - הגענו למסיסות המקסימלית
תמיסה על-רוויה (supersaturated) - מצב לא יציב עם יותר מומס מהמסיסות!

מסיסות משתנה בין חומרים שונים ותלויה בטמפרטורה!

beakerמעבדת ריכוז ומסיסותtest-tube

שנה את כמות המומס, הטמפרטורה והנפח — וצפה בשלוש תצוגות מסונכרנות! לחץ על הגרף כדי לדלג לטמפרטורה.

תצוגת כוס מעבדה
100200300400
מצב:🔴 על-רוויה
נפח: 100 mL
מומס: 40 g
ריכוז: 316.0 g/L
משקע: 8.4 g
תצוגת חלקיקים

משקע — חלקיקים שלא התמוססו

חלקיקים מומסים: 16
חלקיקים במשקע: 3
עקומת מסיסות
0°20°40°60°80°100°טמפרטורה (°C)050100150200250300g / 100mL
בלתי רוויהרוויהעל-רוויה
מידע
🔴מצב: על-רוויה

חלקיקים עודפים יוצרים משקע בתחתית הכוס

אשלגן חנקתי (KNO₃)

מסיסות גדלה מאוד עם הטמפרטורה!

316.0
g/L ריכוז
127%
רוויה
40 g
0 g250 g
20 °C
0 °C100 °C
100 mL
50 mL500 mL
ריכוז = מסה ÷ נפח
g/L
רוויה = 100%
לא ניתן להמיס עוד
חום ← מסיסות ↑
ברוב המוצקים

thermometerהשפעת הטמפרטורה על המסיסות

sugar-cubeמומסים מוצקים (כמו סוכר, מלח)

כשהטמפרטורה עולה ← המסיסות עולה

חום מוסיף אנרגיה למולקולות, מה שמקל על פירוק המומס.

לכן תה חם מומס סוכר יותר טוב מתה קר!

דוגמה: סוכר במים חמים נמס הרבה יותר מהר מבמים קרים

bubblesמומסים גזיים (כמו CO₂, O₂)

כשהטמפרטורה עולה ← המסיסות יורדת

חום מוסיף אנרגיה לגז, והוא "בורח" מהנוזל.

לכן משקה קר שומר על הגזים יותר טוב!

דוגמה: בקבוק קולה חם מתפוצץ בבועות כשפותחים אותו

זכרו: מוצקים - חום עוזר. גזים - חום מפריע!

מסיסות חומרים שונים במים (ב-20°C)

חומרמסיסותהערה
סוכר (sucrose)גבוהה מאודנמס בקלות רבה במים
מלח (NaCl)גבוההנמס היטב במים
סידן פחמתי (CaCO₃)נמוכה מאודכמעט לא מתמוסס
חמצן (O₂)נמוכהגז - מסיסות נמוכה
פחמן דו-חמצני (CO₂)בינוניתגז - מסיסות בינונית
אלכוהול (ethanol)מתערבב לחלוטיןאין גבול!

* שימו לב להבדלים העצומים במסיסות בין חומרים שונים!

thinking-faceשאלה לחשיבה

למה דגים מתים במים חמים?

התשובה: דגים נושמים חמצן מומס במים!

כשטמפרטורת המים עולה:

1. מסיסות החמצן במים יורדת (זכרו - גזים פחות מסיסים במים חמים)

2. פחות חמצן מומס במים

3. הדגים לא מקבלים מספיק חמצן לנשימה

זו אחת הסיבות שהתחממות כדור הארץ מסוכנת לחיי הים - מים חמים יותר מכילים פחות חמצן!

מסקנה נוספת:
במים קרים (כמו בקטבים) יש יותר חמצן מומס, ולכן שם החיים תוססים יותר מבמים חמים טרופיים.

זו גם הסיבה שאקווריום צריך להיות בטמפרטורה מבוקרת - לא חם מדי!

תמיסה על-רוויה היא תמיסה שמכילה יותר מומס מהמסיסות המקסימלית בטמפרטורה נתונה!

איך זה אפשרי?

תמיסה על-רוויה היא מצב לא יציב. אפשר ליצור אותה על ידי:

  1. להמיס חומר במים חמים (מסיסות גבוהה)
  2. לקרר את התמיסה בזהירות (מסיסות יורדת)
  3. לשמור על התמיסה ללא הפרעה

קריסטליזציה מיידית!

אם מוסיפים גרגר אבק או מרעישים תמיסה על-רוויה, כל המומס העודף מתגבש מיידית בפיצוץ של קריסטלים!

זה משמש ליצירת סוכריות מקלות צבעוניות ולגידול גבישים יפים.

שאלה 1 מתוך 5

מהי ריכוז (Concentration)?