Sobresaturated Solution jellemzők, hogyan készült és példák

az túltelített oldat olyan, amelyben az oldószer több oldott anyagot oldott, mint amennyit a telítettségi egyensúlyban oldódhat. Mindegyiknek közös a telítettségi egyensúlya, azzal a különbséggel, hogy bizonyos megoldásoknál alacsonyabb vagy magasabb koncentrációjú oldott anyagot érünk el.

Az oldott anyag lehet szilárd, például cukor, keményítő, sók stb .; vagy gáz, például CO₂ szénsavas italokban. Molekuláris érvelés alkalmazásával az oldószer-molekulák körülveszik az oldott anyagokat, és arra törekednek, hogy egymás között nyissanak helyet, hogy több mennyiségű oldott anyagot tudjanak elhelyezni.

Így jön egy idő, amikor az oldószer-oldott affinitás nem tudja leküzdeni a térhiányt, megteremtve a kristály és a környezete (az oldat) közötti telítettségi egyensúlyt. Ezen a ponton nem számít, hogy a kristályok mennyire őrölnek vagy keverik: az oldószer többé nem oldódik fel.

Hogyan "kényszeríteni" az oldószert, hogy feloldja a több oldott anyagot? A hőmérséklet (vagy gáznyomás esetén) növelésével. Ily módon a molekuláris rezgések növekednek, és a kristály elkezd több molekulát hozni az oldathoz, amíg teljesen fel nem oldódik; itt van, amikor azt mondják, hogy a megoldás túltelített.

A felső képen nátrium-acetát túltelített oldata látható, amelynek kristályai a telítettségi egyensúly helyreállításának eredménye..

index

• 1 Elméleti szempontok
  • 1.1 Telítettség
  • 1.2 Túl telítettség
• 2 Jellemzők
• 3 Hogyan készül el?
• 4 Példák és alkalmazások
• 5 Referenciák 

Elméleti szempontok

telítettség

Az oldatokat olyan összetétel alkothatja, amely magában foglalja az anyag állapotát (szilárd, folyékony vagy gáznemű); mindazonáltal mindig egyetlen fázisa van.

Ha az oldószer nem oldja fel teljesen az oldott anyagot, egy másik fázis figyelhető meg. Ez a tény a telítettség egyensúlyát tükrözi; De mi ez az egyensúly??

Az ionok vagy molekulák kölcsönhatásba lépnek a kristályok kialakulásához, amelyek nagyobb valószínűséggel fordulnak elő, mivel az oldószer hosszabb ideig nem tartja egymástól.

Az üveg felületén az alkotórészek összeütköznek, hogy az ehhez tapadjon, vagy oldószer molekulákkal is körülhatárolhatók; néhány szabadság, mások ragaszkodnak. A fentiek a következő egyenlet segítségével ábrázolhatók:

szilárd <=> oldott szilárd anyag

A hígított oldatokban az "egyensúly" jobbra tolódik, mert az oldószer molekulák között sok hely áll rendelkezésre. Másrészt, koncentrált oldatokban az oldószer még feloldja az oldott anyagot, és a keverés után hozzáadott szilárd anyag feloldódik.

Az egyensúly elérése után a szilárd anyag részecskéi, amint feloldódnak az oldószerben, és másokban oldódnak, ki kell nyílniuk a tér megnyitásához és lehetővé kell tenniük a folyadékfázisba való beépülést. Így az oldott anyag a szilárd fázisból a folyadékfázisba ugyanazt a sebességgel megy és jön; amikor ez megtörténik, azt mondják, hogy az oldat telített.

túltelítettség

Ahhoz, hogy az egyensúlyt szilárdabb oldódásra kényszerítsük, molekuláris téret kell nyitnia, és ehhez energikusan kell stimulálni. Ez azt eredményezi, hogy az oldószer jobban oldódik, mint általában a környezeti hőmérsékleten és nyomáson.

Ha a folyadékfázis energiaellátása megszűnik, a túltelített oldat metastabil marad. Ezért bármilyen zavarás előtt megszakíthatja az egyensúlyát, és az oldott anyag feleslegének kristályosodását idézi elő addig, amíg ismét el nem éri a telítettségi egyensúlyt.

Például, vízben oldható anyagot adva, bizonyos mennyiségű adagot adunk hozzá, amíg a szilárd anyag nem oldódik. Ezután a vizet felhordjuk, amíg a maradék szilárd anyag fel nem oldódik. A túltelített oldatot eltávolítjuk és hagyjuk lehűlni.

Ha a hűtés nagyon hirtelen, a kristályosodás azonnal bekövetkezik; például hozzáadunk egy kis jeget a túltelített oldathoz.

Ugyanez a hatás figyelhető meg, ha az oldható vegyület kristályát a vízbe dobják. Ez az oldott részecskék nukleációs támogatása. A kristály a közeg részecskéinek felhalmozódásával növekszik, amíg a folyadékfázis stabilizálódik; vagyis addig, amíg az oldat telített.

jellemzői

A túltelített oldatokban a határértéket túllépték, amelyben az oldott anyag mennyisége már nem oldódik fel az oldószerben; ezért az ilyen típusú oldatok feleslegben oldódnak és a következő jellemzőkkel rendelkeznek:

-A komponensek egyetlen fázisban, például vizes vagy gáz halmazállapotú oldatokban létezhetnek, vagy folyékony keverékben gázkeverékként jelenhetnek meg..

-A telítettségi fok elérésekor a fel nem oldott oldott anyag kristályosodik vagy kicsapódik (a szervetlen szilárd anyagot, szennyeződést és szerkezeti normákat nem tartalmazó) könnyen oldja..

-Ez egy instabil megoldás. Amikor a fel nem oldott oldódó anyag kicsapódik, hő-felszabadulást hozunk létre, amely arányos a csapadék mennyiségével. Ezt a hőt a helyi sokk vagy in situ a molekulák, amelyek kristályosodnak. Mivel stabilizálódik, szükségszerűen hő formájában szabadít fel energiát (ilyen esetekben).

-Néhány fizikai tulajdonság, például az oldhatóság, a sűrűség, a viszkozitás és a törésmutató attól függ, hogy milyen hőmérséklet, térfogat és nyomás van az oldatnak. Ezért különböző tulajdonságokkal rendelkezik, mint a telített oldatok.

Hogyan készül el?

Az oldatok előállításában változók vannak, például az oldott anyag típusa és koncentrációja, az oldószer térfogata, a hőmérséklet vagy a nyomás. Ezek közül bármelyik módosítása egy telített telített oldatból állítható elő.

Ha az oldat eléri a telítettségi állapotot, és az egyik változó módosul, akkor egy túltelített oldatot kapunk. Általában az előnyös változó a hőmérséklet, bár a nyomás is lehet.

Ha egy túltelített oldatot lassú párologtatásnak vetünk alá, a szilárd részecskéket megtaláljuk, és viszkózus oldatot, vagy egy teljes kristályt képeznek..

Példák és alkalmazások

-Nagyon sokféle só van, amellyel túltelített oldatokat kaphat. Hosszú ideig használják őket ipari és kereskedelmi szinten, és számos vizsgálat tárgyát képezték. Az alkalmazások között kiemeljük a nátrium-szulfát és a kálium-bichromát vizes oldatait.

-További példák a cukrozott oldatok, például a méz által alkotott túltelített oldatok. Ezekből az édességekből vagy szirupokból áll, amelyek létfontosságúak az élelmiszeriparban. Figyelemre méltó a gyógyszeriparban is, egyes gyógyszerek előállítása során.

referenciák

1. A középiskolai tudománytanárok kémiai társa. Megoldások és koncentráció. [PDF]. A következő címet kapta: 2018. június 7., a következő címen: ice.chem.wisc.edu
2. K. Taimni. (1927). A túltelített oldatok viszkozitása. én. A fizikai kémia lapja32(4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
3. Szewczyk, W. Sokolowski és K. Sangwal. (1985). A telített, túltelített és telítetlen vizes kálium-bichromát oldatok fizikai tulajdonságai. Journal of Chemical & Engineering Data30(3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
4. Wikipedia. (2018). Túltelítettség. 2018. június 8-án szerezte be: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
5. Roberts, Anna. (2017. április 24.). Hogyan készítsünk egy túltelített oldatot. sciencing. A következő címet kapta: 2018. június 8., innen: sciencing.com
6. TutorVista. (2018). Túltelített oldat. Született 2018. június 8-án: chemistry.tutorvista.com  
7. Neda Glisovic. (2015. május 25.). Kristalizacija. [Ábra]. 2018. Június 8-án érkezett: commons.wikimedia.org