- Što je nezasićena otopina?
- Učinak temperature
- Netopive krutine
- Primjeri
- Razlika sa zasićenom otopinom
- Reference
Nezasićeni otopina je ona u kojoj je medij otapalo dalje može otopiti više supstancije. Ovaj medij je općenito tečan, iako može biti i plinovit. Što se tiče otapala, to je konglomerat čestica u čvrstom ili plinovitom stanju.
A što je s tekućim solutima? U ovom je slučaju otopina homogena sve dok se obje tekućine ne mogu miješati. Primjer za to je dodavanje etilnog alkohola vodi; dvije tekućine sa svojim molekulama, CH 3 CH 2 OH i H 2 O mogu se miješati jer one tvore vodikove veze (CH 3 CH 2 OH OH 2).
Izvor: Pixabay
Međutim, ako se diklormetan (CH 2 Cl 2) i voda su miješani, da bi se dobila otopina sa dvije faze: jedna vodena i drugi organski. Zašto? Jer molekule CH 2 Cl 2 i H 2 O interakciji vrlo slabo, tako da je jedan klizne preko druge, što je rezultiralo u dvije ne miješaju tekućine.
Maleni kap CH 2 Cl 2 (otopljene tvari) je dovoljno da zasiti vodom (otapala). Ako bi, naprotiv, mogli formirati nezasićenu otopinu, tada bi se vidjela potpuno homogena otopina. Iz tog razloga, samo kruti i plinoviti otopljeni materijali mogu stvarati nezasićene otopine.
Što je nezasićena otopina?
U nezasićenoj otopini, molekule otapala djeluju u takvoj učinkovitosti da molekule otopljenih tvari ne mogu tvoriti drugu fazu.
Što to znači? Da interakcije otapalo-otapalo premašuju, s obzirom na pritisak i temperaturu, interakcije topljivi-topljeni.
Jednom kada interakcije topive u vodi porastu, oni "orkestriraju" stvaranje druge faze. Na primjer, ako je medij za otapanje tekućina, a otopljeni kruti tvar, potonji će se u prvom otopiti kako bi formirao homogenu otopinu, sve dok se ne pojavi čvrsta faza, koja nije ništa drugo do precipitirani rastvarač.
Taj precipitat nastaje zbog toga što se molekule rastvora mogu grupirati zbog svoje kemijske prirode, svojstvene njihovoj strukturi ili vezama. Kad se to dogodi, kaže se da je otopina zasićena otopljenom otopinom.
Stoga se nezasićena otopina krutog topljenog tvari sastoji od tekuće faze bez taloga. Dok je, ako je rastvor plinovit, nezasićena otopina ne smije biti prisutna mjehurićima (koji nisu ništa više od grozdova molekula plinova).
Učinak temperature
Temperatura izravno utječe na stupanj zasićenosti otopine s otopinom. To mogu biti uglavnom iz dva razloga: slabljenje interakcija topljivih tvari u toplini te povećanje molekularnih vibracija koje pomažu u raspršivanju molekula topljenih tvari.
Ako se medij otapala smatra kompaktnim prostorom, u čijim su rupama smještene molekule topljenih tvari, kako temperatura raste, molekule će vibrirati, povećavajući veličinu tih rupa; na način da se solut može probiti u drugim smjerovima.
Netopive krutine
Međutim, neki soluti imaju tako snažne interakcije da ih molekule otapala teško mogu razdvojiti. U tom je slučaju minimalna koncentracija spomenutog otopljenog rastvora dovoljna da se istaloži, a on je tada netopljiva kruta tvar.
Netopive krute tvari formiranjem druge čvrste faze koja se razlikuje od tekuće faze stvaraju malo nezasićenih otopina. Na primjer, ako 1L tekućine A može otopiti samo 1 g B bez taloženja, tada miješanjem 1 L A s 0,5 g B stvorit će nezasićenu otopinu.
Slično tome, raspon koncentracija između 0 i 1 g B također tvori nezasićene otopine. Ali kad krene od 1 g, B će se istaložiti. Kad se to dogodi, rješenje prelazi iz nezasićenih u zasićene B.
Što ako se temperatura poveća? Ako se otopina zasićena s 1,5 g B podvrgne zagrijavanju, toplina će pomoći otapanju taloga. Međutim, ako ima puno oborine B, toplina je neće moći rastvoriti. U tom slučaju, porast temperature jednostavno bi ispario otapalo ili tekućinu A.
Primjeri
Izvor: Pixabay
Primjeri nezasićenih otopina su mnogobrojni jer ovise o otapalu i otopini. Primjerice, za istu tekućinu A i druga otapala C, D, E… Z, njihove otopine bit će nezasićene sve dok se ne talože ili ne formiraju mjehurić (ako su plinoviti topljeni tvari).
- More može pružiti dva primjera. Morska voda je masivno otapanje soli. Ako se malo ove vode prokuha, primijetit će se da je nezasićena u nedostatku taložne soli. Međutim, kako voda isparava, otopljeni ioni počinju se skupljati, ostavljajući solju zalijepljenu u lonac.
- Drugi primjer je otapanje kisika u vodi mora. O 2 molekula prelazi dubine morske dovoljno daleko za morske faune za disanje; unatoč činjenici da je slabo topiva. Iz tog razloga je uobičajeno promatrati mjehuriće kisika koji izlaze na površinu; od kojih se nekoliko molekula uspijeva otopiti.
Slična se situacija događa s molekulom ugljičnog dioksida, CO 2. Za razliku od O 2, CO 2 je malo više topljiv jer reagira s vodom da se dobije ugljičnu kiselinu, H 2 CO 3.
Razlika sa zasićenom otopinom
Rezimirajući gore objašnjeno, koje su razlike između nezasićene i zasićene otopine? Prvo, vizualni aspekt: nezasićena otopina sastoji se od samo jedne faze. Stoga ne bi trebalo biti prisutnih krutih (kruta faza) ili mjehurića (plinska faza).
Također, koncentracije otopine u nezasićenoj otopini mogu varirati dok se ne formira talog ili mjehurić. Dok je u zasićenim, dvofaznim otopinama (tekuća-kruta ili tekućina-plinovita), koncentracija otopljenog rastvora je konstantna.
Zašto? Budući da čestice (molekule ili ioni) koje čine talog uspostavljaju ravnotežu s onima koje leže otopljene u otapalu:
Čestice (iz taloga <=> otopljenih čestica
Molekule mjehurića <=> Molekule otopljene u vodi
Ovaj scenarij nije razmatran u nezasićenim otopinama. Kada pokušavate otopiti više rastvora u zasićenoj otopini, ravnoteža se pomiče ulijevo; do stvaranja više taloga ili mjehurića.
Budući da u nezasićenim otopinama još nije uspostavljena ravnoteža (zasićenost), tekućina može "skladištiti" više krute tvari ili plina.
Otopljeni kisik prisutan je oko algi na morskom dnu, ali kada mjehurići kisika izlaze iz njegovih listova, to znači da dolazi do zasićenja plinom; inače se ne bi primijetili mjehurići.
Reference
- Opća kemija. Nastavni materijal. Lima: Papinsko katoličko sveučilište u Peruu. Oporavak od: corinto.pucp.edu.pe
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (22. lipnja 2018.). Definicija nezasićenih otopina. Oporavilo od: misel.com
- TutorVista. (SF). Nezasićena otopina. Preuzeto sa: chemistry.tutorvista.com
- Kemija LibreTexts. (SF). Vrste zasićenja. Oporavak od: chem.libretexts.org
- Nadine James. (2018.). Nezasićeno rješenje: definicija i primjeri. Oporavilo od: study.com