Charakteristiky nasycených roztoků, jak jsou připraveny a příklady



přesycený roztok "Rozpouštědlo" je takové, ve kterém rozpouštědlo rozpouští více rozpuštěné látky, než se může rozpouštět v saturační rovnováze. Všechny mají společnou saturační bilanci, s tím rozdílem, že v některých roztocích se toho dosahuje při nižších nebo vyšších koncentracích rozpuštěné látky.

Solut může být také pevná látka, jako je cukr, škrob, soli atd.; nebo plyn, jako je CO2 v sycených nápojích. Použitím molekulárního uvažování molekuly rozpouštědel obklopují molekuly rozpuštěné látky a snaží se otevřít prostor mezi sebou, aby se přizpůsobily většímu množství rozpuštěné látky..

Tak přichází čas, kdy afinita rozpouštědla-rozpuštěná látka nemůže překonat nedostatek prostoru, čímž se stanoví rovnováha nasycení mezi krystalem a jeho okolím (roztokem). V tomto okamžiku nezáleží na tom, jak moc jsou krystaly mlety nebo míchány: rozpouštědlo již nemůže rozpouštět více rozpuštěné látky.

Jak "donutit" rozpouštědlo rozpustit více rozpuštěné látky? Zvýšením teploty (nebo tlaku v případě plynů). Tímto způsobem se molekulární vibrace zvyšují a krystal začíná dodávat do roztoku více molekul, dokud se zcela nerozpustí; je to tady, když se říká, že roztok je přesycený.

Horní obrázek ukazuje přesycený roztok octanu sodného, ​​jehož krystaly jsou výsledkem obnovení saturační rovnováhy..

Index

  • 1 Teoretické aspekty
    • 1.1 Sytost
    • 1.2 Nadměrná saturace
  • 2 Charakteristiky
  • 3 Jak se připravuje?
  • 4 Příklady a aplikace
  • 5 Odkazy 

Teoretické aspekty

Saturace

Roztoky mohou být tvořeny kompozicí, která zahrnuje stavy hmoty (pevné, kapalné nebo plynné); vždy však mají jednu fázi.

Když rozpouštědlo nemůže rozpustit rozpuštěnou látku, je pozorována další fáze. Tato skutečnost odráží saturační rovnováhu; Ale o čem je tato rovnováha??

Ionty nebo molekuly interagují za vzniku krystalů, které se vyskytují s větší pravděpodobností, protože je rozpouštědlo nemůže déle udržovat.

Na povrchu skla se jeho složky srazí, aby k němu přilnuly, nebo mohou být také obklopeny molekulami rozpouštědel; někteří odejdou, jiní dodržují. Výše uvedené může být reprezentováno následující rovnicí:

Pevné <=> rozpuštěná pevná látka

Ve zředěných roztocích je "rovnováha" velmi posunutá doprava, protože mezi molekulami rozpouštědel je k dispozici mnoho místa. Na druhé straně v koncentrovaných roztocích může rozpouštědlo rozpustit solut a pevná látka, která se přidá po míchání, se rozpustí.

Jakmile se dosáhne rovnováhy, částice pevné látky se přidají, jakmile se rozpustí v rozpouštědle a jiné v roztoku musí "vyjít", aby otevřely prostor a umožnily jejich zabudování do kapalné fáze. Rozpuštěná látka tedy přichází a pochází z pevné fáze do kapalné fáze stejnou rychlostí; když se to stane, je řečeno, že roztok je nasycený.

Přesycení

K vynucení rovnováhy na rozpouštění pevné látky musí kapalná fáze otevřít molekulární prostor, a proto je nutné ji energicky stimulovat. To způsobí, že rozpouštědlo přijme více rozpuštěné látky, než je obvyklé, za podmínek okolní teploty a tlaku.

Jakmile přestane dodávat energii do kapalné fáze, zůstává přesycený roztok metastabilní. Před jakoukoliv poruchou tedy může porušit rovnováhu a vzniknout krystalizaci přebytku rozpuštěné látky až do opětovného dosažení saturační rovnováhy..

Například, pokud je rozpustná látka velmi rozpustná ve vodě, přidává se určité množství, dokud se pevná látka nerozpustí. Poté se na vodu nanese teplo, dokud se nerozpustí zbývající pevná látka. Přesycený roztok se odstraní a nechá se vychladnout.

Pokud je chlazení velmi náhlé, krystalizace nastane okamžitě; například přidáním malého množství ledu do přesyceného roztoku.

Stejný účinek může být také pozorován, jestliže krystal rozpustné sloučeniny byl vyhozen do vody. To slouží jako nukleační podpora rozpuštěných částic. Krystal roste akumulací částic média, dokud není kapalná fáze stabilizována; to znamená, dokud není roztok nasycený.

Vlastnosti

V přesycených roztocích byl překročen limit, ve kterém množství rozpuštěné látky již není rozpuštěno rozpouštědlem; tento typ roztoků má proto přebytek rozpuštěné látky a má následující charakteristiky:

-Mohou existovat se svými složkami v jedné fázi, jako ve vodných nebo plynných roztocích, nebo mohou být přítomny jako směs plynů v kapalném prostředí..

-Při dosažení stupně nasycení, rozpuštěná látka, která není rozpuštěna, krystalizuje nebo sraženina (tvoří neuspořádanou pevnou látku, nečistou látku a bez strukturálních standardů) snadno v roztoku..

-Je to nestabilní řešení. Když se nadbytek nerozpuštěné látky vysráží, uvolní se teplo, které je úměrné množství sraženiny. Toto teplo je generováno lokálním šokem nebo in situ molekul, které krystalizují. Protože je stabilizovaný, musí nutně uvolňovat energii ve formě tepla (v těchto případech).

-Některé fyzikální vlastnosti, jako je rozpustnost, hustota, viskozita a index lomu závisí na teplotě, objemu a tlaku, kterému je roztok vystaven. Z tohoto důvodu má jiné vlastnosti než jejich příslušné nasycené roztoky.

Jak se připravuje?

Při přípravě roztoků existují proměnné, jako je typ a koncentrace rozpuštěné látky, objem rozpouštědla, teplota nebo tlak. Modifikace kterékoli z těchto látek může být připravena přesyceným roztokem nasyceného.

Když roztok dosáhne stavu nasycení a jedna z těchto proměnných je modifikována, může být získán přesycený roztok. Obecně je výhodná proměnná teplota, i když to může být také tlak.

Pokud je přesycený roztok podroben pomalému odpařování, pevné částice se nacházejí a mohou tvořit viskózní roztok nebo celý krystal..

Příklady a aplikace

-Existuje velké množství solí, s nimiž můžete získat přesycené roztoky. Jsou dlouhodobě používány na průmyslové a komerční úrovni a byly předmětem četných šetření. Mezi aplikacemi se vyznačují roztoky síranu sodného a vodných roztoků draslíku bichromanu.

-Další příklady jsou přesycené roztoky tvořené sladkými roztoky, například medem. Z nich jsou připraveny bonbóny nebo sirupy, které mají v potravinářském průmyslu zásadní význam. Pozoruhodné je také použití ve farmaceutickém průmyslu při přípravě některých léků.

Odkazy

  1. Společník chemie pro učitele středních škol. Řešení a koncentrace. [PDF] Získáno dne 7. června 2018, od: ice.chem.wisc.edu
  2. K. Taimni. (1927). Viskozita přesycených roztoků. Já. Žurnál fyzikální chemie32(4), 604-615 DOI: 10,1021 / j150286a011
  3. Szewczyk, W. Sokolowski, a K. Sangwal. (1985). Některé fyzikální vlastnosti nasycených, přesycených a nenasycených vodných roztoků bichromanu draselného. Journal of Chemical & Engineering Data30(3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
  4. Wikipedia. (2018). Přesycení. Získáno dne 8. června 2018, z: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
  5. Roberts, Anna. (24. dubna 2017). Jak vytvořit přesycený roztok. Sciencing. Získáno dne 8. června 2018, z: sciencing.com
  6. TutorVista. (2018). Přesycený roztok. Získáno 8. června 2018, z: chemistry.tutorvista.com  
  7. Neda Glisovic. (25. května 2015). Kristalizacija. [Obrázek] Získáno dne 8. června 2018, z: commons.wikimedia.org