- Teorijski aspekti
- zasićenje
- oversaturation
- karakteristike
- Kako se pripremate?
- Primjeri i primjene
- Reference
Prezasićena otopina je ona u kojoj se otapalo ne otopi više od otopljene tvari se mogu otopiti u zasićenja ravnoteži. Sve imaju zajedničku ravnotežu zasićenja s tom razlikom što se u nekim otopinama postiže pri nižim ili višim koncentracijama rastvora.
Otopina može biti kruta tvar, poput šećera, škroba, soli itd.; ili iz plina, kao što je CO 2 u gaziranim pićima. Primjenjujući molekularno rezoniranje, molekule otapala okružuju molekule rastvora i nastoje otvoriti prostor među sobom kako bi zadržale što više rastvora.
Stoga dolazi vrijeme kada afinitet otopljenog otapala ne može prevladati nedostatak prostora, uspostavljajući ravnotežu zasićenja između kristala i njegove okoline (otopina). U ovom trenutku nije važno koliko su se kristali samljeli ili otresli - otapalo više ne može rastvarati.
Kako "prisiliti" otapalo da otopi više rastvora? Kroz porast temperature (ili tlaka, u slučaju plinova). Na taj se način molekularne vibracije povećavaju i kristal počinje davati više svojih molekula do otapanja, sve dok se potpuno ne otopi; to je kada se kaže da je otopina prenasićena.
Gornja slika prikazuje zasićenu otopinu natrijevog acetata, čiji su kristali proizvod obnove ravnoteže zasićenja.
Teorijski aspekti
zasićenje
Otopine se mogu sastojati od smjese koja uključuje stanja tvari (kruta, tekuća ili plinovita); međutim, uvijek imaju jednu fazu.
Kad otapalo ne može potpuno otopiti rastvarač, posljedica je druga faza. Ova činjenica odražava ravnotežu zasićenosti; Ali o čemu se radi u ravnoteži?
Ioni ili molekule međusobno djeluju i tvore kristale, nastajući vjerojatnije da ih otapalo više ne može razdvojiti.
Na površini čaše, njegove se komponente sudaraju kako bi se prilijepile, ili se mogu okružiti molekulama otapala; neki odlaze, neki se zalijepe. Navedeno se može predstaviti sljedećom jednadžbom:
Čvrsta <=> otopljena krutina
U razrijeđenim otopinama je "ravnoteža" vrlo daleko desno, jer postoji toliko prostora između molekula otapala. S druge strane, u koncentriranim otopinama otapalo još može otapati otopljeni tvar, a krutina koja je dodana nakon miješanja će se otopiti.
Jednom kada se postigne ravnoteža, čestice dodane krute tvari čim se otope u otapalu i drugi, u otopini, moraju "izaći" kako bi otvorili prostor i omogućili njihovu ugradnju u tekuću fazu. Dakle, otapalo ide s jedne i druge strane iz krute u tekuću fazu istom brzinom; kad se to dogodi, kaže se da je rješenje zasićeno.
oversaturation
Da bi se postigla ravnoteža do otapanja čvršće tvari, tekuća faza mora otvoriti molekularni prostor, a za to je potrebno energično je potaknuti. Zbog toga otapalo u sebi sadrži veću otopinu nego što to obično može u uvjetima okoline i tlaka.
Jednom kada prestane doprinos energije u tekućoj fazi, zasićena otopina ostaje metastabilna. Stoga, u slučaju bilo kakvih poremećaja, može razbiti ravnotežu i izazvati kristalizaciju viška otopljene tvari dok opet ne dosegne ravnotežu zasićenja.
Na primjer, s obzirom na rastvor koji je vrlo topiv u vodi, dodaje se određena količina dok se krutina ne rastopi. Potom se toplina podvrgne vodi sve dok se ne garantira otapanje preostale krute tvari. Prezasićena otopina se ukloni i ostavi da se ohladi.
Ako je hlađenje vrlo naglo, odmah će se dogoditi kristalizacija; na primjer, dodavanju malo leda u zasićenu otopinu.
Isti učinak mogao se primijetiti i ako se kristal topljivog spoja baci u vodu. Ovo služi kao oslonac za nukleaciju otopljenih čestica. Kristal raste akumulirajući čestice medija sve dok se tekuća faza ne stabilizira; to jest sve dok otopina nije zasićena.
karakteristike
U prenasićenim otopinama je prekoračena granica u kojoj otapalo više ne otapa količinu rastvora; dakle, ova vrsta otopine ima višak rastvora i ima sljedeće karakteristike:
-Oni mogu postojati sa svojim komponentama u jednoj fazi, kao u vodenim ili plinovitim otopinama, ili biti prisutni kao mješavina plinova u tekućem mediju.
-Po postizanju stupnja zasićenosti, otopljeni otopljeni sloj lako će se kristalizirati ili taložiti (formira neorganiziranu krutu tvar, nečistu i bez strukturnih obrazaca) lako u otopini.
-To je nestabilno rješenje. Kada se taloži prekomjerni netopljeni topljeni talog, dolazi do oslobađanja topline koji je proporcionalan količini taloga. Ta se toplina generira lokalnim ili in situ sudaranjem kristalizirajućih molekula. Budući da se stabilizira, mora nužno oslobađati energiju u obliku topline (u tim slučajevima).
-Neka fizička svojstva poput topljivosti, gustoće, viskoznosti i indeksa loma ovise o temperaturi, volumenu i tlaku kojem je otopina podvrgnuta. Iz tog razloga ima drugačija svojstva od svojih zasićenih otopina.
Kako se pripremate?
Postoje varijable u pripremi otopina, kao što su vrsta i koncentracija otopljene tvari, volumen otapala, temperatura ili tlak. Promjenom bilo kojeg od navedenog, zasićena otopina može se pripremiti iz zasićene.
Kad otopina dosegne zasićenost i jedna od tih varijabli se promijeni, tada se može dobiti prenasićena otopina. Općenito, poželjna varijabla je temperatura, iako može biti i tlak.
Ako se zasićena otopina podvrgne sporom isparavanju, čestice krute tvari se sastaju i mogu tvoriti viskoznu otopinu ili cijeli kristal.
Primjeri i primjene
-Postoji velika raznolikost soli s kojima se mogu dobiti zasićene otopine. Oni se već dugo koriste u industriji i komercijalno, a bili su predmet opsežnih istraživanja. Primjene uključuju otopine natrijevog sulfata i vodene otopine kalijevog dikromata.
-Zasićene zasićene otopine nastale slatkim otopinama, poput meda, su drugi primjeri. Od tih bombona ili sirupa pripremaju se od vitalne važnosti u prehrambenoj industriji. Treba napomenuti da se oni primjenjuju i u farmaceutskoj industriji u pripremi nekih lijekova.
Reference
- Spremnik kemije za nastavnike nauka u srednjim školama. Otopine i koncentracija., Preuzeto 7. lipnja 2018. s: ice.chem.wisc.edu
- K. Taimni. (1927). Viskoznost zasićenih otopina. I. Časopis za fizičku kemiju 32 (4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
- Szewczyk, W. Sokolowski i K. Sangwal. (1985). Neka fizikalna svojstva zasićenih, prezasićenih i nezasićenih vodenih otopina kalijevog bikromata. Journal of Chemical & Engineering Data 30 (3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
- Wikipedia. (2018.). Prezasićenja. Preuzeto 8. lipnja 2018. s: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
- Roberts, Anna. (24. travnja 2017.). Kako napraviti zasićeno rješenje. Sciencing. Preuzeto 8. lipnja 2018. s: sciaching.com
- TutorVista. (2018.). Prezasićena otopina. Preuzeto 8. lipnja 2018. s: chemistry.tutorvista.com
- Neda Glisović. (25. svibnja 2015.). Kristalizacija., Preuzeto 8. lipnja 2018. s: commons.wikimedia.org