Överomättade lösningsegenskaper, hur det bereds och exempel



den övermättad lösning är en i vilken lösningsmedlet har löst upp mer lösta än det kan lösas i mättnadsjämvikten. Alla har gemensamt mättnadsbalansen, med skillnaden att i vissa lösningar uppnås detta vid lägre eller högre koncentrationer av lösningsmedel.

Lösningsmedlet kan väl vara en fast substans, såsom socker, stärkelse, salter etc .; eller en gas, såsom CO2 i kolsyrade drycker. Applicera en molekylär resonemang, lösningsmedelsmolekyler omger lösningen av lösningen och försöker öppna utrymme emellan sig för att rymma mer mängd upplöst.

Således kommer en tid när lösningsmedelslösningsaffiniteten inte kan övervinna bristen på utrymme, och upprättande av mättnadsjämvikten mellan kristallen och dess omgivningar (lösningen). Vid denna tidpunkt spelar ingen roll hur mycket kristallerna är frästa eller omrörda: lösningsmedlet kan inte längre lösas mer lösta.

Hur man "tvingar" lösningsmedlet att lösa upp mer lösningsmedel? Genom en ökning av temperaturen (eller trycket, vid gaser). På så sätt ökar molekylvibrationerna och kristallen börjar ge mer av dess molekyler till lösningen tills den löses fullständigt. det är här när det sägs att lösningen är övermättad.

Den övre bilden visar en övermättad lösning av natriumacetat, vars kristaller är en produkt av restaureringen av mättnadsjämvikten.

index

  • 1 Teoretiska aspekter
    • 1.1 Mättnad
    • 1.2 Över mättnad
  • 2 egenskaper
  • 3 Hur är det berett?
  • 4 Exempel och tillämpningar
  • 5 referenser 

Teoretiska aspekter

mättnad

Lösningarna kan bildas av en komposition som innefattar tillståndet av material (fast, flytande eller gasformig); De har dock alltid en enda fas.

När lösningsmedlet inte kan lösa upp lösningen helt, observeras en annan fas som följd. Detta faktum återspeglar mättnadsbalansen; Men vad handlar det om denna balans??

Joner eller molekyler interagerar för att bilda kristaller, vilket är mer sannolikt eftersom lösningsmedlet inte kan hålla dem ifrån varandra längre.

På ytan av glaset kolliderar dess komponenter för att hålla fast vid detta, eller de kan också omges av lösningsmedelsmolekyler; några lämnar, andra följer. Ovanstående kan representeras med följande ekvation:

fast <=> upplöst fast

I utspädda lösningar flyttas "jämvikt" mycket till höger, eftersom det finns mycket utrymme tillgängligt mellan lösningsmedelsmolekylerna. Å andra sidan kan lösningsmedlet i koncentrerade lösningar fortfarande lösa upp och det fasta ämnet som tillsätts efter omrörning kommer att lösa upp.

När jämvikten nås, måste partiklarna av det fasta materialet tillsättas så fort de löses i lösningsmedlet och andra i lösning, "komma ut" för att öppna utrymme och tillåta införlivande i vätskefasen. Sålunda går lösningsmedlet och kommer från den fasta fasen till vätskefasen med samma hastighet; När detta händer sägs det att lösningen är mättad.

övermättnad

För att tvinga jämvikt till upplösningen av mer fast substans måste vätskefasen öppna molekylärt utrymme, och för detta är det nödvändigt att stimulera det energiskt. Detta får lösningsmedlet att erkänna mer lösningsmedel än det normalt kan under omgivande temperatur och tryckförhållanden.

När energiförsörjningen till vätskefasen har upphört förblir den övermättade lösningen metastabila. Därför kan det före en störning bryta dess jämvikt och härleda kristalliseringen av överskottet av lösningsmedel tills de återigen når mättnadsjämvikten.

Till exempel, med tanke på ett lösningsmedel som är mycket lösligt i vatten tillsätts en viss mängd tills det fasta ämnet inte kan lösas upp. Sedan appliceras värme på vattnet tills det återstående fasta materialet är upplöst. Den övermättade lösningen avlägsnas och får svalna.

Om kylningen är mycket plötslig kommer kristallisationen att ske omedelbart; till exempel, tillsätter en liten is till den övermättade lösningen.

Samma effekt kan också observeras om en kristall av den lösliga föreningen kastades i vattnet. Detta tjänar som ett kärnbildningsstöd för de upplösta partiklarna. Kristallen växer genom att ackumulera partiklarna i mediet tills vätskefasen stabiliseras; det vill säga tills lösningen är mättad.

särdrag

I övermättade lösningar har gränsen överskridits, i vilken mängden av lösningsmedel inte längre löses av lösningsmedlet; därför har denna typ av lösningar ett överskott av lösningsmedel och har följande egenskaper:

-De kan existera med sina komponenter i en enda fas, som i vattenhaltiga eller gasformiga lösningar, eller föreligga som en blandning av gaser i ett flytande medium.

-När mättningsgraden uppnås kommer det lösningsmedel som inte är upplöst att kristallisera eller fälla ut (det bildar en oorganiserad fast, oren och utan strukturella standarder) med lätthet i lösningen.

-Det är en instabil lösning. När det överskott av olösta lösningen utfälles, produceras en värmefrigörelse som är proportionell mot mängden fällning. Denna värme genereras av den lokala chocken eller in situ av molekylerna som kristalliserar. Eftersom det är stabiliserat måste det nödvändigtvis frigöra energi i form av värme (i dessa fall).

-Vissa fysikaliska egenskaper såsom löslighet, densitet, viskositet och brytningsindex beror på temperaturen, volymen och trycket till vilket lösningen utsätts. Av denna anledning har den olika egenskaper till sina respektive mättade lösningar.

Hur är det förberedt?

Det finns variabler vid beredningen av lösningarna, såsom typen av och koncentrationen av lösningsmedlet, volymen av lösningsmedel, temperaturen eller trycket. Ändring av någon av dessa kan framställas en övermättad lösning från en mättad.

När lösningen når en mättnadstillstånd och en av dessa variabler modifieras kan en övermättad lösning erhållas. I allmänhet är den föredragna variabeln temperatur, även om det också kan vara trycket.

Om en övermättad lösning utsätts för långsam indunstning, återfinns de fasta partiklarna och kan bilda en viskös lösning, eller en hel kristall.

Exempel och applikationer

-Det finns en stor mängd salter med vilka du kan få övermättade lösningar. De har använts länge på industriell och kommersiell nivå och har varit föremål för många utredningar. Mellan applikationerna står lösningarna av natriumsulfat och de vattenhaltiga lösningarna av kikromat av kalium.

-Övermättade lösningar bildade av sugära lösningar, såsom honung, är andra exempel. Av dessa är beredda godis eller sirap, som har en vital betydelse i livsmedelsindustrin. Anmärkningsvärt gäller även i läkemedelsindustrin vid framställning av vissa läkemedel.

referenser

  1. Kemisk följeslagare för lärare i mellanskolan. Lösningar och koncentration. [PDF]. Hämtad den 7 juni 2018, från: ice.chem.wisc.edu
  2. K. Taimni. (1927). Viskositeten hos övermättade lösningar. jag. Journal of Physical Chemistry32(4), 604-615 DOI: 10,1021 / j150286a011
  3. Szewczyk, W. Sokolowski och K. Sangwal. (1985). Några fysikaliska egenskaper hos mättade, övermättade och omättade vattenhaltiga kaliumbikromatlösningar. Journal of Chemical & Engineering Data30(3), 243-246. DOI: 10,1021 / je00041a001
  4. Wikipedia. (2018). Mättnad. Hämtad den 8 juni 2018, från: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
  5. Roberts, Anna. (24 april 2017). Hur man gör en övermättad lösning. sciencing. Hämtad den 8 juni 2018, från: sciencing.com
  6. TutorVista. (2018). Övermättad lösning. Hämtad den 8 juni 2018, från: chemistry.tutorvista.com  
  7. Neda Glisovic. (25 maj 2015). Kristalizacija. [Bild]. Hämtad den 8 juni 2018, från: commons.wikimedia.org