Tabla de Contenidos
Liuos- ja kiteytysprosessit voidaan esittää seuraavasti:
Vaikka termejä kiteytys ja saostuminen käytetään kuvaamaan kiinteän liuenneen aineen erottamista liuoksesta, kiteytyminen viittaa kiinteän aineen muodostumiseen, jolla on hyvin määritelty kiderakenne, kun taas saostuminen tarkoittaa minkä tahansa kiinteän aineen muodostumista faasissa. Kiinteä, usein eri hiukkasilla ilman määriteltyä rakennetta.
Miten kyllästetty liuos valmistetaan?
Kyllästetyllä liuoksella tarkoitetaan liuosta, joka sisältää suurimman mahdollisen määrän liuennutta ainetta, joka voidaan liuottaa osoitettuun liuottimeen . Eli liuoksessa on kohta, jossa liuennutta ainetta ei voi enää liueta, ja tämän pisteen jälkeen tapahtuu kiinteän aineen saostuminen tai kaasun vapautuminen riippuen siitä, missä tilassa liukeneminen tapahtuu. .
Kyllästetty liuos valmistetaan lisäämällä jatkuvasti liuennutta ainetta, kunnes saavutetaan piste, jossa liuennut aine näkyy saostuneena kiinteänä aineena tai kiteinä, muodostaen kylläisen liuoksen.
Tyydyttyneen liuoksen yksinkertaistettuna muodostuksena voidaan ottaa esimerkkinä sokerin lisääminen veteen, jossa suoritetaan seuraavat vaiheet:
- Sokeri lisätään lasilliseen vettä.
- Aluksi parilla ruokalusikalla sokeri liukenee kevyesti veteen kevyesti mekaanisesti sekoittaen.
- Mitä enemmän sokeria lisätään, sitä enemmän vaatii sen liukenemista, jopa voimakkaasti sekoittaen.
- Tulee aika, jolloin sokeri ei liukene ja pysyy kiinteänä lasin alaosassa: silloin liuos alkaa kyllästyä.
kylläisyysasteita
Liuoksen kyllästysastetta on kolme:
- Kyllästetty liuos: Kyllästetty liuos on sellainen, jossa kemiallinen reaktio tietyn aineen suhteen on tasapainossa, kuten hiilihapotettu vesi.
- Tyydyttymätön liuos: liuos, joka ei ole tasapainossa liuenneen aineen suhteen. Voit lisätä lisää liuennutta ainetta, joka liukenee ilman ongelmia.
- Ylikyllästynyt tai ylikyllästynyt liuos: Se on liuos, joka sisältää enemmän liuennutta ainetta kuin se voisi normaaleissa olosuhteissa, kuten tapahtuu kohdistamalla lämpöä nesteiden ja kiinteiden aineiden tapauksessa.
Kyllästyspisteeseen vaikuttavat tekijät
Suurin määrä liuennutta ainetta, joka voidaan liuottaa liuottimeen tietyssä paineessa ja lämpötilassa, on sen liukoisuus . Liukoisuus voidaan ilmaista seuraavasti:
- Liuenneen aineen massa liuottimen tilavuutta kohti (g/l).
- Liuenneen aineen massa liuottimen massaa kohti (g/g).
- Liuenneen aineen moolit liuottimen tilavuutta kohti (mol/l).
Jopa silloin, kun aineet ovat erittäin liukoisia, on olemassa raja, kuinka paljon liuennutta ainetta voi liueta tiettyyn määrään liuotinta. Yleensä aineen liukoisuus ei riipu pelkästään energiatekijöistä, vaan myös lämpötilasta ja kaasujen tapauksessa jopa paineesta.
Esimerkiksi 100 grammaan vettä 20 ºC:ssa voit liuottaa:
- 177 g NaI
- 91,2 g NaBr
- 35,9 g NaCl
- 4,1 g NaF
70 ºC:ssa liukoisuus kuitenkin kasvaa, joten 100 g:aan vettä voi liueta:
- 295 g NaI
- 119 g NaBr
- 37,5 g NaCl
- 4,8 g NaF
Kun liuos sisältää suurimman mahdollisen määrän liuennutta ainetta, sen sanotaan olevan kylläinen. Jos liuos sisältää vähemmän kuin suurin mahdollinen määrä liuennutta ainetta, se ei ole kyllästynyt. Kun liuos on kyllästynyt ja siinä on ylimäärä liuennutta ainetta, liukenemisnopeus on täsmälleen sama kuin kiteytymis- tai saostumisnopeus.
Siten käyttämällä aiemmin ilmoitettua NaCl:n arvoa, eli 35,9 g NaCl:a 100 ml:ssa 20 ºC:ssa, tämän suolan vesiliuos kyllästyy lisäämällä 100 ml:aan enemmän kuin nämä 35,9 g, ja jos ravistellaan niin paljon kuin mahdollinen on liuennut, saadaan homogeeninen kylläinen liuos, kun liukenematon liuennut aine on poistettu suodattamalla.
Koska useimpien kiinteiden aineiden liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa, korkeissa lämpötiloissa valmistettu kyllästetty liuos sisältää enemmän liuennutta ainetta kuin matalissa lämpötiloissa. Kun tämä liuos jäähtyy, siitä voi tulla ylikyllästynyt liuos. Samalla tavalla kuin alijäähdytetyn tai tulistetun nesteen kanssa, koska ylikyllästetty liuos ei ole stabiili.
Tästä voidaan päätellä seuraavaa:
- Lämpötilan noustessa reaktioiden liukoisuus kiinteiden ja nestemäisten alkuaineiden kanssa kasvaa; kaasumaisille liuoksille tapahtuisi päinvastoin, eli liukoisuus pienenisi lämpötilan noustessa.
- Kiinteiden saostumien kiteytysnopeus riippuu kiteen pinnalla olevan liuenneen aineen määrästä.
- Liuenneen aineen liukenemista edistetään myös mekaanisella sekoituksella.
- Muodostuva tasapainovaste noudattaa Le Chatelier’n periaatetta, joka riippuu lämpötilan, paineen ja pitoisuuden muutoksista, joille se altistuu.
Yleisiä esimerkkejä tyydyttyneistä liuoksista
- Hiilihapotetut juomat ovat esimerkki yleisimmin käytetyistä tyydyttyneistä liuoksista. Tämän tyyppisissä juomissa vesi on liuotin ja hiili on mukana liuenneena aineena, kunnes kyllästyspiste saavutetaan.
- Monet keittiössä tehdyt reseptit sisältävät suolan, sokerin ja muiden kotitalouksien ainesosien liuottamista veteen. Tämä menettely riippuu lämpötilasta. Kun veden lämpötila nousee, liuenneen aineen liukoisuus kasvaa. Saavutettuaan kyllästyspisteen liuennut aine muodostaa näkyvän kerroksen liuottimen päälle.
- Maan pinnalla olevaa maaperää voidaan pitää myös typellä kyllästettynä seoksena. Kun kyllästyspiste on saavutettu, ylimääräinen typpi vapautuu ilmaan kaasuna.
Viitteet
13.2: Tyydyttyneet liuokset ja liukoisuus – Chemistry LibreTexts. (2022). Haettu 10. huhtikuuta 2022 osoitteesta https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/13%3A_Properties_of_Solutions/13.02_Solutions_Saturated_Solubility
Mikä on kylläinen liuos? (esimerkkien kera). (2019). Haettu 10. huhtikuuta 2022 osoitteesta https://www.lifeder.com/solucion-saturated/
Mikä on tyydyttynyt liuos – valmistus, tyypit ja esimerkit. (2022). Haettu 10. huhtikuuta 2022 osoitteesta https://byjus.com/chemistry/saturated-solution/
