Tabla de Contenidos
Процесите на разтваряне и кристализация могат да бъдат представени по следния начин:
Въпреки че термините кристализация и утаяване се използват за описание на отделянето на твърдо разтворено вещество от разтвор, кристализацията се отнася до образуването на твърдо вещество с добре дефинирана кристална структура, докато утаяването се отнася до образуването на всяко твърдо вещество във фаза.твърдо, често с различни частици без определена структура.
Как се приготвя наситен разтвор?
Под наситен разтвор се разбира разтвор, който съдържа максималното количество разтворено вещество, което може да бъде разтворено в посочения разтворител . Тоест, в разтвора има точка, в която не може да се разтвори повече разтворено вещество и след тази точка се извършва утаяването на твърдото вещество или освобождаването на газ в зависимост от състоянието, в което се извършва разтварянето .
Наситен разтвор се приготвя чрез непрекъснато добавяне на разтворено вещество, докато се достигне точката, в която разтвореното вещество се появява като утаено твърдо вещество или като кристали, образувайки наситен разтвор.
Като по-опростено образуване на наситен разтвор може да се вземе като пример добавянето на захар към вода, където се извършват следните стъпки:
- Захарта се добавя към чаша вода.
- Първоначално с няколко супени лъжици захарта се разтваря плавно във водата с леко механично разбъркване.
- Колкото повече захар се добавя, толкова повече усилия са необходими, за да се разтвори, дори и при енергично разбъркване.
- Идва момент, когато захарта не се разтваря и остава твърда в долната част на чашата: тогава разтворът започва да се насища.
степени на насищане
Има три степени на наситеност на разтвора:
- Наситен разтвор: Наситен разтвор е този, в който химическата реакция по отношение на дадено вещество е в равновесие, като газирана вода.
- Ненаситен разтвор: този разтвор, който не е в равновесие по отношение на разтворено вещество. Можете да добавите повече разтворено вещество, което ще се разтвори без проблеми.
- Свръхнаситен или свръхнаситен разтвор: Това е разтвор, който съдържа повече разтворено вещество, отколкото би могло при нормални условия, както се получава при прилагане на топлина в случай на течности и твърди вещества.
Фактори, влияещи върху точката на насищане
Максималното количество разтворено вещество, което може да се разтвори в разтворител при определено налягане и температура, е неговата разтворимост . Разтворимостта може да се изрази като:
- Масата на разтвореното вещество на обем разтворител (g/L).
- Масата на разтвореното вещество на маса разтворител (g/g).
- Моловете разтворено вещество на обем разтворител (mol/L).
Дори когато веществата са силно разтворими, има ограничение за това колко разтворено вещество може да се разтвори в дадено количество разтворител. Като цяло, разтворимостта на дадено вещество не зависи само от енергийните фактори, но и от температурата и дори от налягането в случай на газове.
Например в 100 грама вода при 20 ºC можете да разтворите:
- 177 g NaI
- 91,2 g NaBr
- 35,9 g NaCl
- 4.1g NaF
Въпреки това, при 70 ºC разтворимостта се увеличава, така че в 100 g вода може да се разтвори следното:
- 295 g NaI
- 119g NaBr
- 37,5 g NaCl
- 4,8 g NaF
Когато даден разтвор съдържа максималното възможно количество разтворено вещество, той се нарича наситен. Ако разтворът съдържа по-малко от максималното възможно количество разтворено вещество, той не е наситен. Когато разтворът е наситен и има излишък от разтворено вещество, скоростта на разтваряне е точно равна на скоростта на кристализация или утаяване.
По този начин, използвайки посочената по-рано стойност за NaCl, тоест 35,9 g NaCl в 100 mL при 20 ºC, воден разтвор на тази сол ще бъде наситен, добавяйки повече от тези 35,9 g към 100 mL, и ако се разклати до колкото е възможно да се разтвори, ще получим хомогенен наситен разтвор след отстраняване на неразтвореното разтворено вещество чрез филтруване.
Тъй като разтворимостта на повечето твърди вещества се увеличава с повишаване на температурата, наситен разтвор, приготвен при високи температури, ще съдържа повече разтворено вещество, отколкото при ниски температури. Когато този разтвор се охлади, той може да стане свръхнаситен разтвор. По същия начин, както се случва с преохладена или прегрята течност, тъй като пренаситеният разтвор не е стабилен.
Може да се направи следното заключение:
- С повишаване на температурата се увеличава разтворимостта на реакциите с твърди и течни елементи; за газообразните разтвори би се случило обратното, т.е. разтворимостта ще намалява с повишаване на температурата.
- Скоростта на кристализация на твърдите утайки зависи от количеството разтворено вещество върху кристалната повърхност.
- Разтварянето на разтвореното вещество също се благоприятства от механично разбъркване.
- Формираният равновесен отговор следва принципа на Le Chatelier, който зависи от промените в условията на температура, налягане и концентрация, на които е подложен.
Често срещани примери за наситени разтвори
- Газираните напитки са пример за най-често използваните наситени разтвори. В тези видове напитки водата е разтворител и въглеродът е включен като разтворено вещество, докато се достигне точката на насищане.
- Много от рецептите, които се правят в кухнята, включват разтваряне на сол, захар и други домакински съставки във вода. Тази процедура зависи от температурата. С повишаване на температурата на водата разтворимостта на разтвореното вещество се увеличава. След достигане на точката на насищане, разтвореното вещество образува видим слой върху разтворителя.
- Почвата, която съществува на повърхността на земята, също може да се разглежда като смес, наситена с азот. След като се достигне точката на насищане, излишният азот се освобождава във въздуха като газ.
Препратки
13.2: Наситени разтвори и разтворимост – Chemistry LibreTexts. (2022). Изтеглено на 10 април 2022 г. от https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/13%3A_Properties_of_Solutions/13.02%3A_Saturated_Solutions_and_Solubility
Какво е наситен разтвор? (с примери). (2019 г.). Изтеглено на 10 април 2022 г. от https://www.lifeder.com/solucion-saturated/
Какво е наситен разтвор – Приготвяне, видове и примери. (2022). Изтеглено на 10 април 2022 г. от https://byjus.com/chemistry/saturated-solution/
