Plik roztwór przesycony Jest to taki, w którym rozpuszczalnik rozpuścił więcej substancji rozpuszczonej niż może rozpuścić w równowadze nasycenia. Wszystkie mają wspólną równowagę nasycenia, z tą różnicą, że w niektórych roztworach jest to osiągane przy niższych lub wyższych stężeniach substancji rozpuszczonej..
Substancja rozpuszczona może być substancją stałą, taką jak cukier, skrobia, sole itp .; lub z gazu, takiego jak COdwa w napojach gazowanych. Stosując rozumowanie molekularne, cząsteczki rozpuszczalnika otaczają cząsteczki substancji rozpuszczonej i starają się otworzyć przestrzeń między sobą, aby móc pomieścić więcej substancji rozpuszczonej..
Tak więc nadchodzi czas, kiedy powinowactwo rozpuszczalnika do substancji rozpuszczonej nie może przezwyciężyć braku przestrzeni, ustanawiając równowagę nasycenia między kryształem a jego otoczeniem (roztworem). W tym momencie nie ma znaczenia, ile kryształów zostanie zmielonych lub wstrząśniętych - rozpuszczalnik nie może już rozpuścić więcej substancji rozpuszczonej.
Jak „zmusić” rozpuszczalnik do rozpuszczenia większej ilości substancji rozpuszczonej? Poprzez wzrost temperatury (lub ciśnienia w przypadku gazów). W ten sposób wibracje molekularne wzrastają i kryształ zaczyna oddawać więcej swoich cząsteczek do rozpuszczenia, aż do całkowitego rozpuszczenia; wtedy mówi się, że roztwór jest przesycony.
Górny obraz przedstawia przesycony roztwór octanu sodu, którego kryształy są produktem przywrócenia równowagi nasycenia.
Indeks artykułów
Roztwory mogą składać się z kompozycji obejmującej stany skupienia (stałe, ciekłe lub gazowe); jednak zawsze mają jedną fazę.
Gdy rozpuszczalnik nie może całkowicie rozpuścić substancji rozpuszczonej, w konsekwencji obserwuje się kolejną fazę. Fakt ten odzwierciedla równowagę nasycenia; ale o co chodzi w tej równowadze?
Jony lub cząsteczki oddziałują na siebie, tworząc kryształy, co jest bardziej prawdopodobne, ponieważ rozpuszczalnik nie może ich dłużej rozdzielać..
Na powierzchni szkła jego składniki zderzają się, aby do niego przylegać, lub też mogą otaczać się cząsteczkami rozpuszczalnika; niektóre wychodzą, inne patyki. Powyższe można przedstawić za pomocą następującego równania:
Solidny <=> rozpuszczone ciało stałe
W rozcieńczonych roztworach „równowaga” jest daleko na prawo, ponieważ między cząsteczkami rozpuszczalnika jest dużo miejsca. Z drugiej strony, w stężonych roztworach rozpuszczalnik może nadal rozpuszczać substancję rozpuszczoną, a ciało stałe dodane po wymieszaniu rozpuści się.
Po osiągnięciu równowagi cząstki dodanej substancji stałej, gdy tylko rozpuszczą się w rozpuszczalniku, a inne w roztworze, muszą „wydostać się” na otwartą przestrzeń i umożliwić ich włączenie do fazy ciekłej. W ten sposób substancja rozpuszczona przychodzi i przechodzi z fazy stałej do fazy ciekłej z tą samą prędkością; kiedy tak się dzieje, mówi się, że roztwór jest nasycony.
Aby zmusić równowagę do rozpuszczenia większej ilości ciała stałego, faza ciekła musi otworzyć przestrzeń molekularną, a do tego konieczne jest jej pobudzenie energetyczne. Powoduje to, że rozpuszczalnik wpuszcza więcej substancji rozpuszczonej niż normalnie w warunkach temperatury otoczenia i ciśnienia..
Po ustaniu wkładu energii do fazy ciekłej przesycony roztwór pozostaje metastabilny. Dlatego w przypadku jakichkolwiek zakłóceń może on naruszyć równowagę i spowodować krystalizację nadmiaru substancji rozpuszczonej, aż do ponownego osiągnięcia równowagi nasycenia..
Na przykład, biorąc pod uwagę substancję rozpuszczoną, która jest bardzo rozpuszczalna w wodzie, dodaje się pewną jej ilość, aż ciało stałe nie będzie mogło się rozpuścić. Następnie do wody doprowadza się ciepło, aż do zagwarantowania rozpuszczenia pozostałej substancji stałej. Przesycony roztwór usuwa się i pozostawia do ostygnięcia.
Jeśli chłodzenie jest bardzo gwałtowne, krystalizacja nastąpi natychmiast; na przykład dodanie odrobiny lodu do przesyconego roztworu.
Ten sam efekt można było również zaobserwować, gdyby kryształ rozpuszczalnego związku został wrzucony do wody. Służy to jako wsparcie zarodkowania dla rozpuszczonych cząstek. Kryształ rośnie, gromadząc cząsteczki ośrodka, aż do ustabilizowania się fazy ciekłej; to znaczy, dopóki roztwór nie zostanie nasycony.
W roztworach przesyconych przekroczono granicę, przy której ilość substancji rozpuszczonej nie jest już rozpuszczana przez rozpuszczalnik; dlatego ten rodzaj roztworu ma nadmiar substancji rozpuszczonej i ma następujące cechy:
-Mogą występować ze swoimi składnikami w jednej fazie, jak w roztworach wodnych lub gazowych, lub występować jako mieszanina gazów w ośrodku ciekłym..
-Po osiągnięciu stopnia nasycenia nierozpuszczona substancja rozpuszczona łatwo krystalizuje lub wytrąca się (tworzy zdezorganizowaną substancję stałą, zanieczyszczoną i bez strukturalnych wzorów) w roztworze..
-Jest to niestabilne rozwiązanie. Kiedy wytrąca się nadmiar nierozpuszczonej substancji rozpuszczonej, następuje wydzielanie ciepła proporcjonalne do ilości osadu. To ciepło jest wytwarzane przez lokalny szok lub in situ cząsteczek, które krystalizują. Ponieważ stabilizuje, musi koniecznie uwalniać energię w postaci ciepła (w tych przypadkach).
-Niektóre właściwości fizyczne, takie jak rozpuszczalność, gęstość, lepkość i współczynnik załamania światła, zależą od temperatury, objętości i ciśnienia, którym poddawany jest roztwór. Z tego powodu ma inne właściwości niż odpowiednie roztwory nasycone..
Podczas przygotowywania roztworów istnieją zmienne, takie jak rodzaj i stężenie substancji rozpuszczonej, objętość rozpuszczalnika, temperatura lub ciśnienie. Modyfikując którekolwiek z nich, można przygotować przesycony roztwór z nasyconego..
Gdy roztwór osiągnie stan nasycenia i jedna z tych zmiennych zostanie zmodyfikowana, można otrzymać roztwór przesycony. Ogólnie preferowaną zmienną jest temperatura, chociaż może to być również ciśnienie.
Jeśli przesycony roztwór zostanie poddany powolnemu parowaniu, cząstki ciała stałego spotykają się i mogą tworzyć lepki roztwór lub cały kryształ.
-Istnieje ogromna różnorodność soli, za pomocą których można otrzymać roztwory przesycone. Od dawna są używane w przemyśle i handlu oraz są przedmiotem szeroko zakrojonych badań. Zastosowania obejmują roztwory siarczanu sodu i wodne roztwory dichromianu potasu.
-Innymi przykładami są roztwory przesycone złożone z roztworów zawierających cukier, takich jak miód. Z tych cukierków czy syropów są przygotowywane, mające istotne znaczenie w przemyśle spożywczym. Należy zaznaczyć, że są one również stosowane w przemyśle farmaceutycznym przy wytwarzaniu niektórych leków..
Jeszcze bez komentarzy