NEPRISOTINTAS TIRPALAS: CHARAKTERISTIKOS, PARUOŠIMAS, PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2025

Aukščiau prisotintas tirpalas yra tas, kuriame tirpiklis ištirpino daugiau tirpios medžiagos nei jis gali ištirpti esant soties pusiausvyrai. Visi turi bendrą soties pusiausvyrą, tuo skirtumu, kad kai kuriuose tirpaluose tai pasiekiama esant mažesnei ar aukštesnei tirpios medžiagos koncentracijai.

Tirpi medžiaga gali būti kieta medžiaga, tokia kaip cukrus, krakmolas, druskos ir kt .; arba iš dujų, tokių kaip gazuotų gėrimų CO ₂ . Taikydami molekulinius samprotavimus, tirpiklio molekulės supa tirpintojo molekules ir siekia, kad tarp jų būtų erdvės, kad būtų galima laikyti daugiau tirpiosios medžiagos.

Taigi ateina laikas, kai tirpiklio ir tirpiojo afinitetas negali įveikti vietos trūkumo, nustatant sodrumo pusiausvyrą tarp kristalo ir jo apylinkių (tirpalo). Šiuo metu nesvarbu, kiek kristalų sumalama ar sukrata: tirpiklis nebegali ištirpinti daugiau tirpios medžiagos.

Kaip „priversti“ tirpiklį ištirpinti daugiau tirpios medžiagos? Padidėjus temperatūrai (arba dujoms). Tokiu būdu padidėja molekulinė vibracija ir kristalas pradeda ištirpti daugiau savo molekulių, kol visiškai ištirps; tai yra tada, kai sprendimas yra suprastintas.

Viršutiniame paveikslėlyje pavaizduotas ypač sočiųjų natrio acetato tirpalas, kurio kristalai yra atsotintos sodrumo pusiausvyros rezultatas.

Teoriniai aspektai

Sotumas

Tirpalai gali būti sudaryti iš kompozicijos, apimančios medžiagų būsenas (kietas, skystas ar dujinis); tačiau jie visada turi vieną fazę.

Kai tirpiklis negali visiškai ištirpinti tirpios medžiagos, pastebima kita fazė. Šis faktas atspindi soties pusiausvyrą; Bet kas yra ši pusiausvyra?

Jonai arba molekulės sąveikauja sudarydami kristalus, kurie susidaro labiau tikėtina, nes tirpiklis nebegali jų atskirti.

Stiklo paviršiuje jo komponentai susiduria, kad priliptų prie jo, arba jie taip pat gali apsupti tirpiklio molekules; kai kurie atsitraukia, kiti prilimpa. Tai gali būti pavaizduota šia lygtimi:

Kietas <=> ištirpęs kietas

Praskiestuose tirpaluose pusiausvyra yra labai toli į dešinę, nes tarp tirpiklio molekulių yra tiek daug vietos. Kita vertus, koncentruotuose tirpaluose tirpiklis vis tiek gali ištirpinti, o kieta medžiaga, pridedama maišant, ištirps.

Pasiekus pusiausvyrą, pridėtos kietos dalelės, kai tik jos ištirps tirpiklyje, o kitos, esančios tirpale, turi „išeiti“ į atvirą erdvę ir leisti joms patekti į skystąją fazę. Taigi, tirpioji medžiaga eina pirmyn ir atgal iš kietosios fazės į skystąją fazę tuo pačiu greičiu; kai tai atsitiks, sakoma, kad sprendimas yra sotus.

Neprisotinimas

Norint priversti pusiausvyrą ištirpti kietesnėms medžiagoms, skystoji fazė turi atidaryti molekulinę erdvę, ir tam reikia ją energetiškai stimuliuoti. Dėl šios priežasties tirpiklis į aplinką patenka daugiau tirpios medžiagos, nei įprasta aplinkos temperatūros ir slėgio sąlygomis.

Nutraukus energijos įnešimą į skystąją fazę, viršsotinis tirpalas išlieka metastabilus. Todėl, esant bet kokiems trikdžiams, jis gali sugadinti pusiausvyrą ir sukelti kristalizacijos perteklių, kol vėl pasieks sodrumo pusiausvyrą.

Pavyzdžiui, atsižvelgiant į tirpią medžiagą, kuri labai gerai tirpsta vandenyje, įpilamas tam tikras jo kiekis, kol kieta medžiaga negali ištirpti. Tada vanduo kaitinamas, kol garantuojama, kad ištirps likusi kieta medžiaga. Viršutinis tirpalas pašalinamas ir leidžiama atvėsti.

Jei aušinimas labai staigus, kristalizacija įvyks akimirksniu; Pvz., į supersotintą tirpalą įpilant šiek tiek ledo.

Tą patį poveikį galima pastebėti ir į vandenį įmetus tirpaus junginio kristalą. Tai tarnauja kaip ištirpusių dalelių branduolio palaikymas. Kristalas auga kaupdamasis terpės dalelėmis, kol skystos fazės stabilizuojasi; tai yra, kol tirpalas bus sotus.

charakteristikos

Viršsotiniuose tirpaluose buvo viršyta riba, kurioje tirpiklio nebetirpsta tirpiklis; todėl šio tipo tirpale yra perteklinio tirpalo ir jis turi šias savybes:

-Jie gali egzistuoti vienoje fazėje, pavyzdžiui, vandeniniame ar dujiniame tirpale, arba kaip dujų mišinys skystoje terpėje.

- Pasiekus soties laipsnį, neištirpusi tirpi medžiaga tirpale lengvai kristalizuojasi arba nusėda (sudaro neorganizuotą kietą medžiagą, nešvarią ir be struktūrinių struktūrų).

-Tai nestabilus sprendimas. Kai ištirpsta neištirpusio tirpaus tirpalo perteklius, išsiskiria šiluma, proporcinga nuosėdų kiekiui. Ši šiluma susidaro dėl kristalizuojančių molekulių vietinio ar in situ susidūrimo. Kadangi jis stabilizuojasi, jis būtinai turi išlaisvinti energiją šilumos pavidalu (šiais atvejais).

- Kai kurios fizinės savybės, tokios kaip tirpumas, tankis, klampumas ir lūžio rodiklis, priklauso nuo tirpalo temperatūros, tūrio ir slėgio. Dėl šios priežasties jo savybės skiriasi nuo atitinkamų sočiųjų tirpalų.

Kaip jūs pasiruošiate?

Ruošiant tirpalus yra kintamųjų, tokių kaip tirpios medžiagos rūšis ir koncentracija, tirpiklio tūris, temperatūra ar slėgis. Modifikavus bet kurį iš jų, sočiųjų tirpalą galima paruošti iš prisotinto.

Kai tirpalas pasiekia soties būseną ir modifikuojamas vienas iš šių kintamųjų, galima gauti viršsotinį tirpalą. Paprastai tinkamiausias kintamasis yra temperatūra, nors tai taip pat gali būti slėgis.

Jei viršsotinis tirpalas lėtai išgarinamas, kietosios dalelės susitinka ir gali sudaryti klampų tirpalą arba visą kristalą.

Pavyzdžiai ir programos

- Yra daugybė druskų, su kuriomis galima gauti sočiųjų tirpalų. Jie ilgą laiką buvo naudojami pramoniniu ir komerciniu tikslais ir buvo išsamiai ištirti. Pritaikomi natrio sulfato tirpalai ir vandeniniai kalio dichromato tirpalai.

- Kiti pavyzdžiai yra sočiųjų tirpalų, pavyzdžiui, medaus, sočiųjų tirpalų. Iš jų gaminami saldainiai ar sirupai, turintys gyvybiškai svarbą maisto pramonėje. Reikėtų pažymėti, kad jie taip pat naudojami farmacijos pramonėje gaminant kai kuriuos vaistus.

Nuorodos

1. Chemijos kompanija vidurinių mokyklų gamtos mokslų mokytojams. Sprendimai ir koncentracija. . Gauta 2018 m. Birželio 7 d. Iš: ice.chem.wisc.edu
2. K. Taimni. (1927). Tinkamiausių tirpalų klampumas. Aš Fizinės chemijos žurnalas 32 (4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
3. Szewczyk, W. Sokolowski ir K. Sangwal. (1985). Kai kurios fizinės savybių, sočiųjų ir neprisotintų kalio bichromato vandeninių tirpalų savybės. Žurnalas apie chemijos ir inžinerijos duomenis 30 (3), 243–246. DOI: 10.1021 / je00041a001
4. Vikipedija. (2018 m.). Supersotumas. Gauta 2018 m. Birželio 8 d. Iš: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
5. Roberts, Anna. (2017 m. Balandžio 24 d.). Kaip sudaryti sočiųjų riebalų tirpalą. Mokslas. Gauta 2018 m. Birželio 8 d. Iš: sciencing.com
6. „TutorVista“. (2018 m.). Tinkamai prisotintas tirpalas. Gauta 2018 m. Birželio 8 d. Iš: chemija.tutorvista.com
7. Neda Glisovičius. (2015 m. Gegužės 25 d.). Kristalizacija. . Gauta 2018 m. Birželio 8 d. Iš: commons.wikimedia.org