- Що таке ненасичений розчин?
- Вплив температури
- Нерозчинні тверді речовини
- Приклади
- Різниця з насиченим розчином
- Список літератури
Ненасиченийрозчин є той , в якому розчинник в якості середовища по - , як і раніше здатний розчиняти більше розчиненої речовини. Це середовище, як правило, рідке, хоча може бути і газоподібним. Щодо розчиненого речовини - це конгломерат частинок у твердому або газоподібному стані.
А як щодо рідких розчинників? У цьому випадку розчин є однорідним до тих пір, поки обидві рідини не змішуються. Прикладом цього є додавання етилового спирту до води; дві рідини зі своїми молекулами, CH 3 CH 2 OH і H 2 O змішуються, оскільки вони утворюють водневі зв’язки (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
Джерело: Pixabay
Однак, якщо дихлорметан (CH 2 Cl 2 ) і вода змішуються , вони утворюють розчин з двома фазами: одна водна, а інша органічна. Чому? Оскільки молекули CH 2 Cl 2 і H 2 O взаємодіють дуже слабо, так що одна ковзає над іншою, в результаті чого утворюються дві не змішувані рідини.
Крихітної краплі CH 2 Cl 2 (розчинник) достатньо для насичення води (розчинника). Якщо, навпаки, вони могли б утворити ненасичений розчин, то видно повністю гомогенний розчин. З цієї причини лише тверді та газоподібні розчинники можуть утворювати ненасичені розчини.
Що таке ненасичений розчин?
У ненасиченому розчині молекули розчинника взаємодіють з такою ефективністю, що молекули розчинника не можуть утворювати іншу фазу.
Що це означає? Що взаємодії розчинник-розчинник перевищують, враховуючи тиск і температурні умови, взаємодію розчинник-розчинник.
Коли взаємодію з розчиненням розчинника зростає, вони "оркеструють" утворення другої фази. Наприклад, якщо середовище розчинника є рідким, а розчинник - твердим, другий буде розчинятися в першому, утворюючи однорідний розчин, поки не з’явиться тверда фаза, що є не що інше, як осаджений розчин.
Цей осад обумовлений тим, що молекули розчинених речовин встигають групуватися разом із-за своєї хімічної природи, властивої їх структурі або зв’язкам. Коли це відбувається, розчин, як кажуть, насичений розчиненою речовиною.
Тому ненасичений розчин твердого розчиненого речовини складається з рідкої фази без осаду. Якщо розчинний розчин газоподібний, то ненасичений розчин повинен бути без присутності бульбашок (які є не що інше, як скупчення газоподібних молекул).
Вплив температури
Температура безпосередньо впливає на ступінь ненасиченості розчину відносно розчинника. Це може бути, головним чином, двома причинами: ослаблення взаємодії розчинених речовин внаслідок впливу тепла та збільшення молекулярних коливань, що сприяє диспергуванню молекул розчинника.
Якщо середовище розчинника розглядається як компактний простір, в отворах якого розміщуються молекули розчинених речовин, у міру підвищення температури молекули будуть вібрувати, збільшуючи розмір цих отворів; таким чином, що розчинник може прорватися в інших напрямках.
Нерозчинні тверді речовини
Однак деякі розчинники мають настільки сильну взаємодію, що молекули розчинників навряд чи здатні їх розділити. У такому випадку мінімальна концентрація зазначеного розчиненого розчиненого речовини є достатньою для того, щоб він осадив, і він тоді є нерозчинним твердим речовиною.
Нерозчинні тверді речовини, утворюючи другу тверду фазу, яка відрізняється від рідкої фази, утворюють мало ненасичених розчинів. Наприклад, якщо 1 л рідини A може розчиняти лише 1 г B без осадження, то змішування 1 л A з 0,5 г B призведе до отримання ненасиченого розчину.
Аналогічно, діапазон концентрацій між 0 і 1 г B також утворює ненасичені розчини. Але при переході від 1г B випаде в осад. Коли це відбувається, розчин переходить від ненасиченого до насичення В.
Що робити, якщо температура підвищена? Якщо розчин, насичений 1,5 г B, піддається нагріванню, тепло допоможе розчинити осад. Однак, якщо багато осадженого В, тепло не зможе його розчинити. Якщо так, підвищення температури просто випарує розчинник або рідину А.
Приклади
Джерело: Pixabay
Прикладів ненасичених розчинів безліч, оскільки вони залежать від розчинника та розчинної речовини. Наприклад, для тієї ж рідини A та інших розчинних речовин C, D, E … Z їх розчини будуть ненасиченими до тих пір, поки вони не осаджуються і не утворюють бульбашку (якщо вони газоподібні розчинники).
-Моря може навести два приклади. Морська вода - це масове розчинення солей. Якщо трохи цієї води закип’ятити, то слід зазначити, що вона є ненасиченою за відсутності осадженої солі. Однак, коли вода випаровується, розчинені іони починають злипатися, залишаючи сіллю прилипати до горщика.
-Інший приклад - розчинення кисню у воді морів. Молекула O 2 перетинає морські глибини досить далеко, щоб морська фауна дихала; незважаючи на те, що він погано розчинний. З цієї причини прийнято спостерігати, як бульбашки кисню виходять на поверхню; з яких декілька молекул вдається розчинитися.
Аналогічна ситуація має місце і з молекулою вуглекислого газу, CO 2 . На відміну від O 2 , CO 2 є трохи більш розчинним, оскільки він реагує з водою, утворюючи вуглекислоту H 2 CO 3 .
Різниця з насиченим розчином
Підсумовуючи вищесказане, щойно пояснено, які відмінності між ненасиченим та насиченим розчином? По-перше, візуальний аспект: ненасичений розчин складається лише з однієї фази. Тому не повинно бути твердої (тверда фаза) або бульбашок (газова фаза).
Також концентрація розчиненого речовини в ненасиченому розчині може змінюватися до утворення осаду або бульбашки. Перебуваючи у насичених, двофазних розчинах (рідко-твердих або рідко-газоподібних), концентрація розчиненого розчиненого речовини є постійною.
Чому? Оскільки частинки (молекули або іони), що входять до складу осаду, встановлюють рівновагу з тими, що лежать розчиненими у розчиннику:
Частинки (з осаду <=> розчинених частинок
Молекули міхура <=> Розчинені молекули
Цей сценарій не передбачається в ненасичених рішеннях. При спробі розчинення більше розчиненого речовини в насиченому розчині рівновага зміщується вліво; до утворення більше осаду або бульбашок.
Оскільки в ненасичених розчинах ця рівновага (насичення) ще не встановлена, рідина може «зберігати» більше твердого речовини або газу.
Розчинений кисень присутній навколо водоростей на морському дні, але коли з його листя виходять бульбашки кисню, це означає, що відбувається насичення газом; інакше бульбашок не спостерігається.
Список літератури
- Загальна хімія. Навчальний матеріал. Ліма: Папський католицький університет Перу. Відновлено з: corinto.pucp.edu.pe
- Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (22 червня 2018 р.). Визначення ненасиченого розчину. Відновлено з: thinkco.com
- TutorVista. (sf). Ненасичений розчин. Взято з: chemistry.tutorvista.com
- Хімія LibreTexts. (sf). Види насичення. Відновлено з: chem.libretexts.org
- Надін Джеймс. (2018). Ненасичене рішення: визначення та приклади. Відновлено з: study.com