Zdieľam:
Vlastnosti nasýtených roztokov, ako sa pripravujú a príklady
presýtený roztok "Rozpúšťadlo" je také, v ktorom rozpúšťadlo rozpustilo viac rozpustenej látky, než sa môže rozpustiť v saturačnej rovnováhe. Všetky majú spoločnú saturačnú rovnováhu, s tým rozdielom, že v niektorých roztokoch sa to dosahuje pri nižších alebo vyšších koncentráciách rozpustenej látky.
Solut môže byť tiež tuhá látka, ako je cukor, škrob, soli atď. alebo plyn, ako napríklad CO2 v sýtených nápojoch. Aplikácia molekulárneho uvažovania, molekuly rozpúšťadla obklopujú molekuly rozpustenej látky a snažia sa medzi sebou otvoriť priestor, aby sa prispôsobili väčšiemu množstvu rozpustenej látky..
Tak prichádza čas, keď afinita rozpúšťadla-rozpustenej látky nemôže prekonať nedostatok priestoru, čím sa vytvorí saturačná rovnováha medzi kryštálom a jeho okolím (roztok). V tomto okamihu nezáleží na tom, koľko sú kryštály mleté alebo miešané: rozpúšťadlo už nemôže rozpustiť viac rozpustenej látky.
Ako "donútiť" rozpúšťadlo, aby rozpustilo viac rozpustenej látky? Zvýšením teploty (alebo tlaku v prípade plynov). Týmto spôsobom sa molekulárne vibrácie zvyšujú a kryštál začína dodávať do roztoku viac svojich molekúl, až kým sa úplne nerozpustí; je to tu, keď sa hovorí, že roztok je presýtený.
Horný obrázok ukazuje presýtený roztok octanu sodného, ktorého kryštály sú výsledkom obnovenia saturačnej rovnováhy..
index
- 1 Teoretické aspekty
- 1.1 Nasýtenie
- 1.2 Nadmerná saturácia
- 2 Charakteristiky
- 3 Ako je to pripravené?
- 4 Príklady a aplikácie
- 5 Referencie
Teoretické aspekty
nasýtenia
Roztoky môžu byť tvorené kompozíciou, ktorá obsahuje stavy hmoty (tuhé, kvapalné alebo plynné); vždy však majú jednu fázu.
Keď rozpúšťadlo nedokáže úplne rozpustiť rozpustenú látku, v dôsledku toho sa pozoruje iná fáza. Táto skutočnosť odráža rovnováhu nasýtenia; O čom je táto rovnováha??
Ióny alebo molekuly interagujú za vzniku kryštálov, ktoré sa vyskytujú s väčšou pravdepodobnosťou, keď ich rozpúšťadlo nemôže dlhšie od seba oddeliť.
Na povrchu skla sa jeho zložky zrážajú, aby k nemu prišli, alebo môžu byť tiež obklopené molekulami rozpúšťadla; niektorí odchádzajú, iní dodržiavajú. Vyššie uvedené môže byť reprezentované nasledujúcou rovnicou:
tuhý <=> rozpustená pevná látka
V zriedených roztokoch je "rovnováha" veľmi posunutá doprava, pretože medzi molekulami rozpúšťadla je veľa miesta. Na druhej strane v koncentrovaných roztokoch môže rozpúšťadlo ešte rozpustiť rozpustenú látku a pevná látka, ktorá sa pridá po miešaní, sa rozpustí.
Akonáhle sa dosiahne rovnováha, častice pevnej látky sa pridajú, akonáhle sa rozpúšťajú v rozpúšťadle a iné, v roztoku, musia "vyjsť", aby otvorili priestor a umožnili ich začlenenie do kvapalnej fázy. Solut teda ide a prichádza z pevnej fázy do kvapalnej fázy rovnakou rýchlosťou; keď sa to stane, hovorí sa, že roztok je nasýtený.
presýteniu
Na vynútenie rovnováhy na rozpustenie pevnejšej fázy musí kvapalná fáza otvoriť molekulárny priestor, a preto je potrebné ju energicky stimulovať. To spôsobuje, že rozpúšťadlo pripúšťa viac rozpustenej látky, než je normálne, za podmienok okolitej teploty a tlaku.
Keď prestane dodávka energie do kvapalnej fázy presýtený roztok zostáva metastabilný. Preto pred akýmkoľvek narušením môže narušiť rovnováhu a vzniknúť kryštalizácia nadbytku rozpustenej látky až do opätovného dosiahnutia saturačnej rovnováhy..
Napríklad, ak je rozpustená látka veľmi rozpustná vo vode, pridáva sa určité množstvo, kým sa tuhá látka nerozpustí. Potom sa na vodu aplikuje teplo, až kým sa zvyšná pevná látka nerozpustí. Presýtený roztok sa odstráni a nechá sa vychladnúť.
Ak je chladenie veľmi náhle, kryštalizácia nastane okamžite; napríklad pridanie malého množstva ľadu do presýteného roztoku.
Rovnaký účinok možno pozorovať aj vtedy, keď sa kryštál rozpustnej zlúčeniny vyhodí do vody. To slúži ako nukleačná podpora pre rozpustené častice. Kryštál rastie akumulovaním častíc média, kým sa kvapalná fáza nestabilizuje; to znamená až do nasýtenia roztoku.
rysy
V presýtených roztokoch bol prekročený limit, pri ktorom sa množstvo rozpustenej látky už nerozpúšťa rozpúšťadlom; preto tento typ roztokov má nadbytok rozpustenej látky a má nasledujúce charakteristiky:
-Môžu existovať so svojimi zložkami v jednej fáze, ako vo vodných alebo plynných roztokoch, alebo môžu byť prítomné ako zmes plynov v kvapalnom médiu..
-Keď sa dosiahne stupeň nasýtenia, nerozpustená rozpustená látka kryštalizuje alebo precipituje (vytvára disorganizovanú pevnú látku, nečistú a bez štruktúrnych štandardov) s ľahkosťou v roztoku..
-Je to nestabilné riešenie. Keď sa nadbytok nerozpustených látok vyzráža, vzniká uvoľňovanie tepla, ktoré je úmerné množstvu zrazeniny. Toto teplo vzniká lokálnym otrasom alebo in situ molekúl, ktoré kryštalizujú. Pretože je stabilizovaný, musí nevyhnutne uvoľňovať energiu vo forme tepla (v týchto prípadoch).
-Niektoré fyzikálne vlastnosti, ako je rozpustnosť, hustota, viskozita a index lomu, závisia od teploty, objemu a tlaku, ktorému je roztok vystavený. Z tohto dôvodu má iné vlastnosti ako ich zodpovedajúce nasýtené roztoky.
Ako je to pripravené?
Pri príprave roztokov existujú premenné, ako je typ a koncentrácia rozpustenej látky, objem rozpúšťadla, teplota alebo tlak. Modifikáciou ktorejkoľvek z týchto látok je možné pripraviť presýtený roztok z nasýteného roztoku.
Keď roztok dosiahne stav nasýtenia a jedna z týchto premenných je modifikovaná, môže sa získať presýtený roztok. Všeobecne je výhodnou premennou teplota, hoci to môže byť aj tlak.
Ak sa presýtený roztok podrobí pomalému odparovaniu, tuhé častice sa nachádzajú a môžu tvoriť viskózny roztok alebo celý kryštál..
Príklady a aplikácie
-Existuje veľké množstvo solí, s ktorými môžete získať presýtené roztoky. Dlhodobo sa používajú na priemyselnej a komerčnej úrovni a boli predmetom mnohých vyšetrovaní. Medzi aplikáciami sa vyznačujú roztoky síranu sodného a vodných roztokov draslíka bichromanu.
-Ďalšími príkladmi sú presýtené roztoky tvorené sladkými roztokmi, ako je napríklad med. Z nich sú pripravené cukríky alebo sirupy, ktoré majú zásadný význam v potravinárskom priemysle. Pozoruhodné je tiež použitie vo farmaceutickom priemysle pri príprave niektorých liekov.
referencie
- Chemický spoločník pre učiteľov stredných škôl. Roztoky a koncentrácia. [PDF]. Získané dňa 7. júna 2018, z: ice.chem.wisc.edu
- K. Taimni. (1927). Viskozita presýtených roztokov. ja. Časopis fyzickej chémie32(4), 604-615 DOI: 10,1021 / j150286a011
- Szewczyk, W. Sokolowski a K. Sangwal. (1985). Niektoré fyzikálne vlastnosti nasýtených, presýtených a nenasýtených vodných roztokov bichromanu draselného. Journal of Chemical & Engineering Data30(3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
- Wikipedia. (2018). Presýteniu. Získané dňa 8. júna 2018, z: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
- Roberts, Anna. (24. apríl 2017). Ako vytvoriť presýtený roztok. sciencing. Získané dňa 8. júna 2018, z: sciencing.com
- TutorVista. (2018). Presýtený roztok. Získané dňa 8. júna 2018, z: chemistry.tutorvista.com
- Neda Glisovic. (25. máj 2015). Kristalizacija. [Obrázok]. Získané dňa 8. júna 2018, z: commons.wikimedia.org