Sobenenud küllastunud lahuse omadused, kuidas see on valmistatud ja näited



The üleküllastunud lahus on selline, milles lahusti on lahustunud rohkem lahustunud kui see võib lahustuda küllastuse tasakaalus. Kõigil on ühine küllastuse tasakaal, erinevusega, et mõnedes lahendustes saavutatakse see madalama või kõrgema lahustunud kontsentratsiooniga.

Lahustatud aine võib olla ka tahke aine, nagu suhkur, tärklis, soolad jne; või gaas, nagu CO2 gaseeritud jookides. Molekulaarse põhjenduse rakendamisel ümbritsevad lahustimolekulid lahustunud molekule ja püüavad avada ruumi omavahel, et mahutada rohkem lahustunud ainet..

Seega tekib aeg, mil lahusti-soluudi afiinsus ei suuda ruumi puudumist ületada, määrates kristallide ja selle ümbruse (lahus) küllastuse tasakaalu. Siinkohal ei ole oluline, kui palju kristalle jahvatatakse või segatakse: lahusti ei saa enam lahustuda rohkem lahustunud aineid.

Kuidas sundida lahustit rohkem lahustuma? Temperatuuride (või gaaside puhul surve) suurenemise kaudu. Sel moel suurenevad molekulaarsed vibratsioonid ja kristall hakkab lahusele andma rohkem oma molekule, kuni see täielikult lahustub; see on siin, kui öeldakse, et lahendus on üleküllastunud.

Ülemine pilt näitab naatriumatsetaadi üleküllastunud lahust, mille kristallid on küllastuse tasakaalu taastamise tulemus..

Indeks

  • 1 Teoreetilised aspektid
    • 1.1 Küllastumine
    • 1.2 Üleküllastumine
  • 2 Omadused
  • 3 Kuidas seda valmistatakse?
  • 4 Näited ja rakendused
  • 5 Viited 

Teoreetilised aspektid

Küllastumine

Lahused võivad olla moodustatud kompositsioonist, mis sisaldab materjali olekuid (tahke, vedel või gaasiline); siiski on neil alati üks etapp.

Kui lahusti ei suuda lahustunud ainet täielikult lahustada, siis jälgitakse teist faasi. See asjaolu kajastab küllastuse tasakaalu; Aga mis see tasakaal on??

Ioonid või molekulid interakteeruvad kristallide loomiseks, mis esinevad tõenäolisemalt, kuna lahusti ei suuda neid kauem lahus hoida.

Klaasi pinnal põrkuvad selle komponendid selle külge kinni, samuti võivad nad olla ümbritsetud lahustimolekulidega; mõned lahkuvad, teised kinni. Ülaltoodut saab esitada järgmise võrrandiga:

Tahke <=> lahustunud tahke aine

Lahjendatud lahustes on "tasakaal" väga nihkunud paremale, sest lahustimolekulide vahel on palju ruumi. Teisest küljest võib kontsentreeritud lahustes lahusti lahustuda, ja pärast segamist lisatud tahke aine lahustub.

Kui tasakaal on saavutatud, lisatakse tahke aine osakesi kohe, kui need lahustis lahustuvad, ja teised lahuses, et need "avaneksid" ruumi avamiseks ja võimaldaksid nende lisamist vedelasse faasi. Seega läheb lahustunud aine tahkelt faasilt vedelasse faasi samale kiirusele; kui see juhtub, siis öeldakse, et lahus on küllastunud.

Üleküllastumine

Tasakaalu sundimiseks tahkema vedeliku faasi lahustumiseks tuleb avada molekulaarne ruum ja selleks on vaja seda energiliselt stimuleerida. See põhjustab, et lahusti lubab rohkem lahustunud aineid kui tavaliselt ümbritseva keskkonna ja rõhu tingimustes.

Kui vedeliku faasi energiavarustus on lõppenud, jääb üleküllastunud lahus metastabiilseks. Seetõttu võib enne mis tahes häireid purustada selle tasakaalu ja tekitada soluudi liia kristalliseerumist, kuni jõuab jälle küllastuse tasakaalu juurde.

Näiteks, vees lahustuva soluudi korral lisatakse teatud kogus seda, kuni tahke aine ei lahustu. Seejärel kantakse veele soojust, kuni järelejäänud tahke aine lahustub. Üleküllastunud lahus eemaldatakse ja lastakse jahtuda.

Kui jahutamine on väga äkiline, toimub kristalliseerumine koheselt; näiteks lisatakse üleküllastunud lahusele veidi jääd.

Sama efekti võib täheldada ka siis, kui lahustuva ühendi kristallid visati vette. See toimib lahustunud osakeste tuumareaktsioonina. Kristall kasvab söötme osakeste kogunemisega kuni vedeliku faasi stabiliseerumiseni; see tähendab, kuni lahus on küllastunud.

Omadused

Üleküllastunud lahustes on ületatud piir, mille korral lahusti lahustunud aine kogus enam ei lahustu; seetõttu on sellist tüüpi lahustel lahustunud liias ja sellel on järgmised omadused:

-Nad võivad esineda koos nende komponentidega ühes faasis, näiteks vesilahustes või gaasilistes lahustes, või esineda gaaside seguna vedelas keskkonnas..

-Küllastumise astme saavutamisel kristalliseerub või lahustub lahustumatu aine, mis lahustub, moodustades lahuses kergesti organiseeritud tahke aine, ebapuhtad ja ilma struktuuriliste standarditeta..

-See on ebastabiilne lahendus. Kui liigne lahustumatu lahustunud aine sadestub, tekib soojuse vabanemine, mis on võrdeline sademe kogusega. Seda soojust tekitab kohalik šokk või in situ kristalliseerunud molekulidest. Kuna see on stabiliseerunud, peab see tingimata vabastama energia soojuse kujul (sellistel juhtudel)..

-Mõned füüsikalised omadused, nagu lahustuvus, tihedus, viskoossus ja murdumisnäitaja, sõltuvad temperatuurist, mahust ja rõhust, millele lahus allub. Sel põhjusel on tal erinevad omadused, mis vastavad nende küllastunud lahustele.

Kuidas see on valmis?

Lahuste valmistamisel on olemas muutujad, näiteks lahustunud aine tüüp ja kontsentratsioon, lahusti maht, temperatuur või rõhk. Nende modifitseerimist võib valmistada küllastatud küllastunud lahusest.

Kui lahus jõuab küllastunud olekusse ja üks nendest muutujatest on modifitseeritud, võib saada üleküllastunud lahuse. Üldiselt on eelistatud muutuja temperatuur, kuigi see võib olla ka rõhk.

Kui üleküllastunud lahus allutatakse aeglaselt, leitakse tahked osakesed ja nad võivad moodustada viskoosse lahuse või terve kristallide..

Näited ja rakendused

-On olemas suur hulk sooli, millega saad üleküllastunud lahuseid. Neid on kasutatud pikka aega tööstuslikul ja kaubanduslikul tasandil ning nende kohta on tehtud mitmeid uurimisi. Rakenduste vahel eristub naatriumsulfaadi ja kaaliumi bichromaadi vesilahuste lahused.

-Teised näited on suhkruliste lahuste, näiteks mee, moodustatud üleküllastunud lahused. Nendest on valmistatud kommid või siirupid, mis on toiduainetööstuses eluliselt tähtsad. Tähelepanuväärne on ka mõnede ravimite valmistamisel farmaatsiatööstuses.

Viited

  1. Keskkooli teaduste õpetajate keemiakaaslane. Lahused ja kontsentratsioon. [PDF] Välja otsitud 7. juunil 2018 alates: ice.chem.wisc.edu
  2. K. Taimni. (1927). Üleküllastunud lahuste viskoossus. I. Füüsilise keemia ajakiri32(4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
  3. Szewczyk, W. Sokolowski ja K. Sangwal. (1985). Mõned küllastunud, üleküllastunud ja küllastumata kaaliumbichromaadi vesilahuste füüsikalised omadused. Keemiliste ja tehniliste andmete ajakiri30(3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
  4. Wikipedia. (2018). Üleküllastumine. Välja otsitud 8. juunil 2018 alates: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
  5. Roberts, Anna. (24. aprill 2017). Kuidas teha üleküllastunud lahust. Science. Välja otsitud 8. juunil 2018 alates: sciencing.com
  6. TutorVista. (2018). Üleküllastunud lahus. Välja otsitud 8. juunil 2018 alates: chemistry.tutorvista.com  
  7. Neda Glisovic. (25. mai 2015). Kristalizacija. [Joonis] Välja otsitud 8. juunil 2018 alates: commons.wikimedia.org