Τα διαλύματα είναι ομογενή μίγματα, δηλαδή αποτελούνται από τουλάχιστον δύο χημικές ουσίες, όπου η μία ουσία είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη μέσα στην άλλη με τη μορφή μικρών μορίων ή μικρών ιόντων ή ατόμων. Συνήθως η ουσία που βρίσκεται σε μεγαλύτερη ποσότητα ονομάζεται διαλύτης και η άλλη (ή οι άλλες ουσίες) διαλυμένη ουσία. Όταν ο διαλύτης σε ένα διάλυμα είναι το νερό, το διάλυμα αναφέρεται ως υδατικό διάλυμα. Επειδή το νερό είναι ο πιο χρησιμοποιούμενος διαλύτης, όταν λέμε απλά διάλυμα χωρίς αναφορά στον διαλύτη, εννοείται ότι αυτός είναι το νερό.
Στην καθημερινή μας ζωή παρασκευάζουμε διαλύματα συχνά, όπως όταν βάζουμε αλάτι στο νερό για να βράσουμε μακαρόνια, όταν διαλύουμε τη ζάχαρη στο νερό για να κάνουμε σιρόπι κτλ. Στα διαλύματα, η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας έχει μεγάλη σημασία για τις ιδιότητες και τις δράσεις του διαλύματος. Όταν η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας είναι πολύ μικρή σε σχέση με τον διαλύτη, λέμε ότι το διάλυμα είναι αραιό. Όταν η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας είναι μεγάλη, τότε λέμε ότι το διάλυμα είναι πυκνό. Αυτές είναι χονδρικές εκφράσεις για να αναφερθούμε στην ποσότητα της διαλυμένης ουσίας σε ένα διάλυμα. Όταν θέλουμε να γίνουμε περισσότερο συγκεκριμένοι, μετρούμε την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη. Π.χ. όταν κάνουμε ένα διάλυμα ζαχαρόνερου, λέμε 1 κουταλιά ζάχαρη σε ένα φλυτζάνι νερό, ή 2 κουταλιές ζάχαρη σε ένα φλυτζάνι νερό κτλ. Αυτός είναι ένας κατά προσέγγιση τρόπος για να αναφέρουμε τις ποσότητες των συστατικών του διαλύματος. Αν ζυγίσουμε την ποσότητα της ζάχαρη και τη διαλύσουμε σε νερό συγκεκριμένου βάρους (μάζας), τότε θα είμαστε περισσότερο ακριβείς σε ότι αφορά τις ποσότητες. Για να μετρήσουμε τις ποσότητες με μεγαλύτερη ακρίβεια, χρησιμοποιούμε μετρητικά όργανα μεγάλης ακρίβειας, όπως ο ζυγός, οι ογκομετρικοί κύλινδροι, τα σιφώνια, οι ογκομετρικές φιάλες και άλλα. Με τη βοήθεια αυτών τον οργάνων, μπορούμε να αναπαράγουμε διαλύματα, ξανά και ξανά ακριβώς τα ίδια, με τις ίδιες ιδιότητες με μεγάλη σχετικά ακρίβεια. Υπάρχει ανάγκη λοιπόν να ορίσουμε τρόπους έκφρασης της ποσότητα μιας ουσίας ως προς την ποσότητα του διαλύματος (ή του μίγματος), που θα χαρακτηρίζουν το διάλυμα και θα μας δίνουν πληροφορίες με ακρίβεια για το πόσο πυκνό ή αραιό είναι. Οι τρόποι έκφρασης που συνδέουν το βάρος (ή μάζα) ή τον όγκο της ουσίας, με τη μάζα ή τον όγκο του διαλύματος, είναι γνωστοί ως τρόποι έκφρασης της περιεκτικότητας διαλύματος.
Περιεκτικότητα διαλύματος ονομάζεται το μέγεθος που εκφράζει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που περιέχεται σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος. Συχνά χρησιμοποιούμενες εκφράσεις περιεκτικότητας διαλύματος είναι:
Περιεκτικότητα βάρος προς βάρος% W/W
Η περιεκτικότητα % w/w, σημαίνει βάρος ουσίας σε γραμμάρια, που περιέχεται σε 100 γραμμάρια διαλύματος ή άλλου υλικού. Για παράδειγμα σε μία στερεή ύλη (π.χ. καραμέλα), όταν θέλουμε να αναφερθούμε στη σύστασή της, συνήθως χρησιμοποιούμε την περιεκτικότητα βάρος προς βάρος.
Περιεκτικότητα βάρος προς όγκο % W/V,
Η περιεκτικότητα βάρος προς όγκο % w/v εκφράζει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας σε γραμμάρια, που περιέχεται σε 100 mL διαλύματος. Για παράδειγμα όταν μια ουσία είναι διαλυμένη σε υγρό (π.χ. νερό) τότε συνήθως χρησιμοποιείται η περιεκτικότητα βάρος προς όγκο. Όταν σε μια συσκευασία που περιέχει άλμη αναγράφεται ότι περιέχει 10% w/v αλάτι, σημαίνει ότι σε 100 mL διαλύματος άλμης, υπάρχουν 10 γραμμάρια χλωριούχο νάτριο (αλάτι).
Περιεκτικότητα όγκο προς όγκο % V/V
Η περιεκτικότητα % v/v, εκφράζει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας σε mL, που περιέχεται σε 100 mL διαλύματος. Για παράδειγμα στα ποτά όπου ένα υγρό (συνήθως αλκοόλ ή αλλιώς οινόπνευμα ή αιθυλική αλκοόλη) βρίσκεται διαλυμένο μέσα σε ένα άλλο υγρό (συνήθως νερό), οι ποσότητες των υγρών εκφράζονται σε όγκους. Έτσι όταν λέμε ότι το ούζο περιέχει 40% v/v Alcohol, σημαίνει ότι σε 100mL ποτού περιέχονται 40mL Alcohol (αιθυλική αλκοόλη).
Κάποιες φορές υπάρχει ανάγκη να εκφράσουμε την περιεκτικότητα ενός διαλύματος με τη μία ή την άλλη έκφραση, οπότε χρειάζεται να κάνουμε μετατροπές. Για να μετατρέψουμε την έκφραση της περιεκτικότητας ενός διαλύματος π.χ. από %w/w σε %w/v και αντίστροφα, χρειάζεται να γνωρίζουμε την πυκνότητα του διαλύματος αυτού.
Παρακάτω ακολουθούν κάποιες ερωτήσεις πιστοποίησης που αφορούν τις περιεκτικότητες.
Τεχνικός Φαρμάκων Καλλυντικών και Παρεμφερών Προϊόντων, Ερώτηση πιστοποιίησης 67Α. Αναφέρατε επιγραμματικά τους τρόπους έκφρασης της περιεκτικότητας ενος διαλύματος. Βοηθός Φαρμακείου, Ερώτηση πιστοποίησης 128. Να αναφέρετε τους τρόπους έκφρασης περιεκτικότητας ενός διαλύματος.
Η περιεκτικότητα επί τοις εκατό βάρος προς βάρος (% w/w) σημαίνει βάρος ουσίας σε γραμμάρια (g) που περιέχεται σε 100 γραμμάρια διαλύματος
Η περιεκτικότητα επί τοις εκατό βάρος προς όγκο (% w/v) εκφράζει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας σε γραμμάρια που περιέχεται σε 100 mL διαλύματος.
Η περιεκτικότητα επί τοις εκατό όγκο προς όγκο (% v/v) εκφράζει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας σε mL που περιέχεται σε 100 mL διαλύματος.
Τεχνικός Φαρμάκων Καλλυντικών και Παρεμφερών Προϊόντων, Ερώτηση Πιστοποίησης 23Α. Διατίθεται διάλυμα ΗΝΟ3 20%w/v και πυκνότητας 1,25 g/mL. Να εκφραστεί η περιεκτικότητα του διαλύματος σε %w/w.
Θέλουμε να εκφράσουμε την περιεκτικότητα αυτού του διαλύματος σε %w/w που σημαίνει να βρούμε πόσα γραμμάρια νιτρικού οξέος (ΗΝΟ3) υπάρχουν σε 100g διαλύματος.
Αφού γνωρίζουμε την πυκνότητα αυτού του διαλύματος, βρίσκουμε πόσο όγκο (σε mL) καταλαμβάνουν τα 100g του διαλύματος με τη βοήθεια του τύπου της πυκνότητας, λύνοντας την εξίσωση ως προς όγκο. ρ=m/V => V = m/ρ = 100/1,25 = 80mL (διαλύματος).
Με βάση τη γνωστή περιεκτικότητα του διαλύματος ΗΝΟ3 20%w/v, με απλή μέθοδο βρίσκουμε ποια ποσότητα ουσίας υπάρχει στα 80mL διαλύματος :
ΗΝΟ3 20%w/v σημαίνει ότι στα 100mL διαλύματος υπάρχουν 20g HNO3.
στα 80mL διαλύματος (πόσα γραμμ. HNO3 υπάρχουν;)X; =16g
Αφού τα 80mL διαλύματος ζυγίζουν 100g, και περιέχουν 16g HNO3, η περιεκτικότητα βάρος κατά βάρος αυτού του διαλύματος είναι 16%w/w
Βοηθός Φαρμακείου. Ερώτηση πιστοποίησης 164. Να υπολογιστεί η %w/v περιεκτικότητα διαλύματος ΗΝΟ3 20% w/w πυκνότητας ρ=1,1g/mL
Θέλουμε να εκφράσουμε την περιεκτικότητα αυτού του διαλύματος σε %w/v που σημαίνει να βρούμε πόσα γραμμάρια νιτρικού οξέος (HNO3) υπάρχουν σε 100mL διαλύματος.
Αφού γνωρίζουμε την πυκνότητα του παραπάνω διαλύματος βρίσκουμε τα 100mL του διαλύματος πόσο ζυγίζουν σε γραμμάρια (g), με τη βοήθεια του τύπου της πυκνότητας, λύνοντας ως προς m: ρ=m/V => m= ρ*V = 1,1*100= 110g.
Με βάση τη γνωστή περιεκτικότητα του διαλύματος ΗΝΟ3 20% w/w και με απλή μέθοδο βρίσκουμε την ποσότητα ουσίας που υπάρχει στα 110g του παραπάνω διαλύματος.
ΗΝΟ3 20%w/w σημαίνει ότι στα 100g διαλύματος υπάρχουν 20g HNO3.
στα 110g διαλύματος (πόσα γραμμ. HNO3 υπάρχουν;) X; =22g
Αφού τα 110g του διαλύματος αυτού καταλαμβάνουν όγκο 100mL και περιέχουν 22g HNO3, η περιεκτικότητα βάρος προς όγκο του διαλύματος θα είναι 22%w/v.
Οργανισμοί Συστατικά & Προϊόντα 