Sobetættede opløsningsegenskaber, hvordan den fremstilles og eksempler



den overmættet opløsning er en, hvor opløsningsmidlet har opløst mere opløst end det kan opløses i mætningsbalancen. Alle har til fælles mætningsbalancen, med den forskel, at i nogle løsninger opnås dette ved lavere eller højere koncentrationer af opløst stof.

Opløsningsmidlet kan godt være et faststof, såsom sukker, stivelse, salte mv. eller en gas, såsom CO2 i kulsyreholdige drikkevarer. Anvendelse af en molekylær resonering, opløsningsmiddelmolekyler omgiver det af det opløste stof og forsøger at åbne rum mellem sig for at rumme mere mængde opløst stof.

Således kommer der en tid, hvor opløsningsmiddel-opløseligheden affinitet ikke kan overvinde manglen på plads, idet der etableres mætningsbalancen mellem krystal og dens omgivelser (opløsningen). På dette tidspunkt er det ligegyldigt hvor meget krystallerne formales eller omrøres: opløsningsmidlet kan ikke længere opløse mere opløst.

Hvordan man "tvinge" opløsningsmidlet til at opløse mere opløst? Gennem en stigning i temperaturen (eller tryk, i tilfælde af gasser). På denne måde øges de molekylære vibrationer, og krystallet begynder at give flere af dets molekyler til opløsningen, indtil det opløses fuldstændigt; det er her, når det siges, at løsningen er overmættet.

Det øverste billede viser en overmættet opløsning af natriumacetat, hvis krystaller er produktet af genoprettelsen af ​​mætningsbalancen.

indeks

  • 1 Teoretiske aspekter
    • 1.1 Mætning
    • 1.2 Overmætning
  • 2 karakteristika
  • 3 Hvordan er den forberedt?
  • 4 Eksempler og applikationer
  • 5 referencer 

Teoretiske aspekter

mætning

Opløsningerne kan dannes af en sammensætning, der indbefatter tilstanden af ​​materiale (fast, flydende eller gasformig); De har dog altid en enkelt fase.

Når opløsningsmidlet ikke fuldstændigt opløses opløsningsmidlet, observeres en anden fase som følge heraf. Denne kendsgerning afspejler mætningsbalancen; Men hvad handler denne balance om??

Ioner eller molekyler interagerer for at danne krystaller, der forekommer mere sandsynlige, da opløsningsmidlet ikke kan holde dem adskilt i længere tid.

På overfladen af ​​glasset kolliderer dets komponenter for at klæbe til dette, eller de kan også omgives af opløsningsmiddelmolekyler; nogle orlov, andre holder sig til. Ovennævnte kan repræsenteres med følgende ligning:

faststof <=> opløst faststof

I fortyndede opløsninger ændres "ligevægten" meget til højre, fordi der er meget plads til rådighed mellem opløsningsmiddelmolekylerne. På den anden side kan opløsningsmidlet i koncentrerede opløsninger stadig opløse opløst, og det faste stof, som tilsættes efter omrøring, vil opløse.

Når ligevægten er nået, skal partiklerne af det faste stof tilsættes, så snart de opløses i opløsningsmidlet og andre i opløsning, "komme ud" for at åbne rum og tillade deres inkorporering i væskefasen. Således går opløsningsmidlet og kommer fra den faste fase til den flydende fase med samme hastighed; Når dette sker, siges det, at opløsningen er mættet.

overmætning

For at tvinge ligevægten til opløsningen af ​​mere faststof skal væskefasen åbne molekylært rum, og for dette er det nødvendigt at stimulere det energisk. Dette får opløsningsmidlet til at indrømme mere opløst stof, end det normalt kan under omgivelsestemperatur og trykbetingelser.

Når energiforsyningen til væskefasen er ophørt, forbliver den overmættede opløsning metastabel. Derfor kan det før enhver forstyrrelse bryde dens ligevægt og opstå krystalliseringen af ​​overskuddet af opløst stof, indtil det igen når mætningsbalancen.

For eksempel, givet et opløst stof, der er meget opløseligt i vand, tilsættes en vis mængde af det, indtil det faste stof ikke kan opløses. Derpå påføres vandet til vandet, indtil det resterende faste stof er opløst. Den overmættede opløsning fjernes og får lov at afkøle.

Hvis kølingen er meget pludselig, vil krystallisationen ske øjeblikkeligt; for eksempel at tilføje en lille is til den overmættede opløsning.

Den samme virkning kunne også observeres, hvis en krystal af den opløselige forbindelse blev kastet i vandet. Dette tjener som en nukleeringsstøtte til de opløste partikler. Krystallet vokser ved at akkumulere partiklerne af mediet indtil væskefasen er stabiliseret; det vil sige, indtil opløsningen er mættet.

funktioner

I overmættede opløsninger er grænsen overskredet, hvor mængden af ​​opløst stof ikke længere opløses af opløsningsmidlet; derfor har denne type opløsninger et overskud af opløst stof og har følgende egenskaber:

-De kan eksistere med deres komponenter i en enkelt fase, som i vandige eller gasformige opløsninger, eller som en blanding af gasser i et flydende medium.

-Når man når mætningsgraden, krystalliserer eller bundfældes det opløste stof, der ikke opløses (det danner et uorganiseret fast stof, urent og uden strukturelle standarder) med lethed i opløsningen.

-Det er en ustabil løsning. Når det overskydende uopløste opløste stof udfældes, produceres en varmefrigivelse, der er proportional med mængden af ​​bundfald. Denne varme genereres af lokalt chok eller in situ af de molekyler, der krystalliserer. Fordi det er stabiliseret, skal det nødvendigvis frigive energi i form af varme (i disse tilfælde).

-Nogle fysiske egenskaber som opløselighed, densitet, viskositet og brydningsindeks afhænger af temperaturen, volumenet og trykket, som opløsningen udsættes for. Af denne grund har den forskellige egenskaber til deres respektive mættede løsninger.

Hvordan er det forberedt?

Der er variable i fremstillingen af ​​opløsningerne, såsom opløsningsmidlets type og koncentration, volumenet af opløsningsmiddel, temperaturen eller trykket. Ændring af en hvilken som helst af disse kan fremstilles en overmættet opløsning fra en mættet.

Når opløsningen når en tilstand af mætning, og en af ​​disse variabler er modificeret, kan en overmættet opløsning derefter opnås. Generelt er den foretrukne variabel temperatur, selv om det også kan være trykket.

Hvis en overmættet opløsning udsættes for langsom fordampning, findes de faste partikler og kan danne en viskøs opløsning eller en hel krystal.

Eksempler og applikationer

-Der er et stort udvalg af salte, som du kan få overmættede opløsninger til. De har været brugt i lang tid på industrielt og kommercielt plan, og har været genstand for mange undersøgelser. Mellem applikationerne skiller opløsningerne af natriumsulfat og de vandige opløsninger af bichromat af kalium.

-Overmættede opløsninger dannet af sukkerholdige opløsninger, såsom honning, er andre eksempler. Af disse er tilberedte slik eller sirupper, der har en vital betydning i fødevareindustrien. Det bemærkelsesværdige gælder også i lægemiddelindustrien i forbindelse med forberedelsen af ​​nogle lægemidler.

referencer

  1. The Chemistry Companion for Middle School Science Teachers. Løsninger og koncentration. [PDF]. Hentet den 7. juni 2018, fra: ice.chem.wisc.edu
  2. K. Taimni. (1927). Viskositeten af ​​overmættede opløsninger. jeg. Journal of Physical Chemistry32(4), 604-615 DOI: 10,1021 / j150286a011
  3. Szewczyk, W. Sokolowski og K. Sangwal. (1985). Nogle fysiske egenskaber af mættede, overmættede og undermættede vandige kaliumbichromat-opløsninger. Journal of Chemical & Engineering Data30(3), 243-246. DOI: 10,1021 / je00041a001
  4. Wikipedia. (2018). Overmætning. Hentet den 8. juni 2018, fra: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
  5. Roberts, Anna. (24. april 2017). Sådan laver du en overfyldt løsningsciencing. Hentet den 8. juni 2018, fra: sciencing.com
  6. TutorVista. (2018). Overmættet opløsning. Hentet den 8. juni 2018, fra: chemistry.tutorvista.com  
  7. Neda Glisovic. (25. maj 2015). Kristalizacija. [Figur]. Hentet den 8. juni 2018, fra: commons.wikimedia.org