Sobetettede løsningsegenskaper, hvordan den er forberedt og eksempler



den overmettet løsning er en der løsningsmidlet har oppløst mer oppløst enn det kan oppløses i metningsvekten. Alle har til felles metningsbalansen, med den forskjellen at i noen løsninger oppnås dette ved lavere eller høyere konsentrasjoner av løsemiddel.

Løsningsmidlet kan vel være et fast stoff, slik som sukker, stivelse, salter, etc .; eller en gass, slik som CO2 i karbonatiserte drikkevarer. Ved hjelp av molekylær resonnement omgir løsningsmiddelmolekyler løsningsmidlene og forsøker å åpne plass mellom seg selv for å imøtekomme mer mengde løsemiddel.

Dermed kommer det en tid da løsningsmiddel-løsemiddelaffiniteten ikke kan overvinne mangel på plass, etablere metningsvekten mellom krystallet og omgivelsene (løsningen). På dette punktet spiller det ingen rolle hvor mye krystallene blir malt eller omrørt: løsningsmidlet kan ikke lenger oppløse mer oppløst.

Hvordan "tvinge" løsningsmidlet til å oppløse mer løsemiddel? Gjennom en økning i temperatur (eller trykk, i tilfelle av gasser). På den måten øker molekylvibrasjonene og krystallet begynner å gi flere av dets molekyler til løsningen, til det oppløses helt. Det er her når det sies at løsningen er overmettet.

Det øvre bildet viser en overmettet løsning av natriumacetat, hvis krystaller er produktet av gjenopprettelsen av metningsvektigheten.

index

  • 1 Teoretiske aspekter
    • 1.1 Metning
    • 1.2 Over metning
  • 2 egenskaper
  • 3 Hvordan er det forberedt?
  • 4 Eksempler og applikasjoner
  • 5 referanser 

Teoretiske aspekter

metning

Løsningene kan dannes av en sammensetning som omfatter tilstandene av materie (fast, flytende eller gassformig); De har imidlertid alltid en enkelt fase.

Når løsningsmidlet ikke helt kan oppløse løsningsmidlet, observeres en annen fase som en konsekvens. Dette faktum reflekterer metningsbalansen; Men hva handler denne balansen om??

Ioner eller molekyler virker sammen for å danne krystaller, som er mer sannsynlig da løsningsmidlet ikke kan holde dem fra hverandre lenger.

På overflaten av glasset kolliderer dets komponenter for å holde seg til dette, eller de kan også omgis av løsningsmiddelmolekyler; noen forlater, andre holder seg til. Ovennevnte kan representeres med følgende ligning:

solid <=> oppløst faststoff

I fortynnede løsninger er «likevekt» veldig forskjøvet til høyre, fordi det er mye plass tilgjengelig mellom løsningsmiddelmolekylene. På den annen side, i konsentrerte løsninger kan løsningsmidlet fortsatt oppløse oppløst, og det faste stoffet som tilsettes etter omrøring vil oppløse.

Når likevekten er nådd, må partiklene av det faste stoffet tilsatt så snart de oppløses i løsningsmidlet og andre, i oppløsning, "komme ut" for å åpne rom og tillate inkorporering i væskefasen. Således går løsningsmidlet og kommer fra fastfasen til væskefasen med samme hastighet; Når dette skjer, sies det at løsningen er mettet.

metning

For å tvinge likevekten til oppløsningen av mer fast, må væskefasen åpne molekylrommet, og for dette er det nødvendig å stimulere det energisk. Dette får løsningsmiddelet til å innrømme mer løsemiddel enn det normalt kan under omgivelsestemperatur og trykkforhold.

Når energiforsyningen til væskefasen har opphørt, er den overmettet løsning fortsatt metastabel. Derfor kan det før en forstyrrelse bryte dens likevekt og oppstå krystallisasjonen av overskudd av oppløsningen til den når igjen metningsvekten.

For eksempel, gitt et oppløsningsmiddel som er meget løselig i vann, tilsettes en viss mengde til det faste stoffet ikke kan oppløses. Deretter påføres varme til vannet, til det gjenværende faste stoffet er oppløst. Den overmettet oppløsningen fjernes og får avkjøles.

Hvis kjølingen er veldig plutselig, vil krystallisasjonen skje øyeblikkelig; for eksempel, legge til litt is til den overmettet løsning.

Den samme effekten kunne også observeres dersom en krystall av den oppløselige forbindelsen ble kastet i vannet. Dette tjener som en nukleeringsstøtte for de oppløste partikler. Krystallet vokser ved å akkumulere partiklene av mediet til væskefasen er stabilisert; det vil si til løsningen er mettet.

funksjoner

I overmettet oppløsninger er grensen overskredet hvor mengden av oppløsningsmiddel ikke lenger er oppløst av løsningsmidlet; Derfor har denne type løsninger et overskudd av løsemiddel og har følgende egenskaper:

-De kan eksistere med komponentene i en enkelt fase, som i vandige eller gassformige løsninger, eller som en blanding av gasser i et flytende medium.

-Når det oppnås grad av metning, vil løsningsmidlet som ikke er oppløst krystallisere eller utfelle (det danner et uorganisert fast stoff, urent og uten strukturelle standarder) med letthet i løsningen.

-Det er en ustabil løsning. Når det overskytende uoppløste løsemiddel utsettes, produseres en varmefrigivelse som er proporsjonal med mengden av utfelling. Denne varmen er generert av lokalt sjokk eller in situ av molekylene som krystalliserer. Fordi det er stabilisert, må det nødvendigvis frigjøre energi i form av varme (i disse tilfellene).

-Noen fysiske egenskaper som løselighet, tetthet, viskositet og brytningsindeks avhenger av temperatur, volum og trykk som løsningen blir utsatt for. Av denne grunn har den forskjellige egenskaper til sine respektive mettede løsninger.

Hvordan er det forberedt?

Det er variabler i fremstillingen av løsningene, slik som løsemiddelets type og konsentrasjon, volumet av løsningsmiddel, temperaturen eller trykket. Modifisering av noen av disse kan fremstilles en overmettet løsning fra en mettet.

Når løsningen når en tilstand av metning og en av disse variablene er modifisert, kan en overmettet løsning deretter oppnås. Generelt er den foretrukne variabelen temperatur, selv om det også kan være trykket.

Hvis en overmettet løsning blir utsatt for langsom fordampning, blir de faste partikler funnet og kan danne en viskøs oppløsning eller en hel krystall.

Eksempler og applikasjoner

-Det er et stort utvalg av salter som du kan få overmettet løsninger på. De har vært brukt lenge på industrielt og kommersielt nivå, og har vært gjenstand for en rekke undersøkelser. Mellom applikasjonene skiller du ut løsningen av natriumsulfat og de vandige løsningene av bikromat av kalium.

-Overmettet løsninger dannet av sukkerholdige oppløsninger, slik som honning, er andre eksempler. Fra disse er tilberedte godteri eller sirup, som har en viktig betydning i næringsmiddelindustrien. Bemerkelsesverdig gjelder også i farmasøytisk industri i utarbeidelsen av noen medisiner.

referanser

  1. The Chemistry Companion for lærere i middelskolen. Løsninger og konsentrasjon. [PDF]. Hentet 7. juni 2018, fra: ice.chem.wisc.edu
  2. K. Taimni. (1927). Viskositeten til overmettet løsninger. jeg. Journal of Physical Chemistry32(4), 604-615 DOI: 10,1021 / j150286a011
  3. Szewczyk, W. Sokolowski og K. Sangwal. (1985). Noen fysiske egenskaper av mettede, overmettet og undersattede vandige kaliumbikromatløsninger. Journal of Chemical & Engineering Data30(3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
  4. Wikipedia. (2018). Metning. Hentet 8. juni 2018, fra: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
  5. Roberts, Anna. (24. april 2017). Hvordan lage en overmettet løsning. sciencing. Hentet 8. juni 2018, fra: sciencing.com
  6. TutorVista. (2018). Overmettet løsning. Hentet 8. juni 2018, fra: chemistry.tutorvista.com  
  7. Neda Glisovic. (25. mai 2015). Kristalizacija. [Figur]. Hentet 8. juni 2018, fra: commons.wikimedia.org