असंतृप्त विलयन क्या है?

एक असंतृप्त या असंतृप्त घोल एक रासायनिक घोल है जिसमें विलेय की सांद्रता इसकी घुलनशीलता से कम होती है और इसलिए, यह अभी भी इसे अधिक घोल सकता है। दूसरे शब्दों में, यह एक ऐसा समाधान है जो अभी तक घुलनशीलता से संतृप्त नहीं है, क्योंकि इसकी एकाग्रता घुलनशीलता के संतुलन तक पहुंचने के लिए पर्याप्त नहीं है।

क्या निर्धारित करता है कि आप एक असंतृप्त समाधान की उपस्थिति में हैं या नहीं, घुलनशीलता की एकाग्रता और घुलनशीलता संतुलन के रूप में जाना जाने वाला एक उलटा रासायनिक प्रतिक्रिया है। दोनों के संबंध को बाद में विस्तार से बताया गया है; लेकिन पहले, देखते हैं कि असंतृप्त समाधानों की विशेषता क्या है।

एक असंतृप्त समाधान के लक्षण

• असंतृप्त विलयनों में, सभी विलेय विलायक में घुल जाते हैं , इसलिए कोई अवशेष नहीं होता है। वे पूरी तरह सजातीय मिश्रण हैं।
• उनकी सान्द्रता संबंधित विलायक में विलेय की विलेयता से कम होती है। उदाहरण के लिए, यदि किसी शुद्ध पदार्थ A की किसी विलायक, जैसे पानी में घुलनशीलता 0.5 g/100 ml विलयन है, तो एक विलयन जिसकी सांद्रता 0.4 g/100 ml विलयन है, एक असंतृप्त विलयन होगा।
• वे अभी भी अधिक विलेय को भंग कर सकते हैं। असंतृप्त होने के कारण, ये समाधान अभी भी अधिक मात्रा में विलेय को स्वीकार करते हैं। यह, ज़ाहिर है, जब तक समाधान संतृप्त नहीं हो जाता।
• विलायक और विलेय के आधार पर उनकी बहुत भिन्न सांद्रता हो सकती है । उदाहरण के लिए, पानी में चीनी के घोल का द्रव्यमान-आयतन अनुपात 20% m/v जितना कम हो सकता है और फिर भी संतृप्त नहीं हो सकता है, जबकि एक असंतृप्त सिल्वर क्लोराइड (AgCl) घोल की सांद्रता 1.8 mg/l से कम होनी चाहिए। (0.00018% एम/वी)।
• जब तक स्थितियाँ नहीं बदलतीं, तब तक वे अनायास क्रिस्टलीकृत नहीं होंगे या अवक्षेप नहीं बनेंगे। ऐसा करने के लिए, एक समाधान सुपरसैचुरेटेड होना चाहिए।

असंतृप्त समाधानों के उदाहरण

• सिरका पानी में एसिटिक एसिड (CH3COOH) _का असंतृप्त घोल है ।
• बैटरी एसिड पानी में सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) _का असंतृप्त घोल है _।
• कई परफ्यूम शराब में सुगंधित यौगिकों और आवश्यक तेलों के असंतृप्त समाधान होते हैं।
• क्लियर नेल पॉलिश ईथर और कीटोन्स जैसे कार्बनिक सॉल्वैंट्स में प्लास्टिक रेजिन के अत्यधिक केंद्रित लेकिन असंतृप्त समाधान हैं।
• समुद्री जल जल में लवणों का असंतृप्त विलयन है।
• रक्त प्लाज्मा विभिन्न सांद्रता पर बड़ी संख्या में विलेय के साथ एक बहुत ही जटिल समाधान है, लेकिन यह एक असंतृप्त समाधान है।
• एक लीटर पानी में दो कप चीनी को घोलकर तैयार किया गया एक हल्का सिरप एक असंतृप्त घोल है, उच्च विलेय सांद्रता होने के बावजूद।

घुलनशीलता संतुलन और असंतृप्त समाधान

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, असंतृप्त समाधानों के पीछे रासायनिक सिद्धांत घुलनशीलता संतुलन है । जब भी एक विलेय को विलायक में घोला जाता है, तो एक प्रक्रिया होती है जिसमें विलायक के अणु ठोस को विघटित करते हैं, अणुओं या आयनों को अलग करते हैं जो इसे भंग करने के लिए इसे बनाते हैं। यह प्रक्रिया उत्क्रमणीय होती है, अर्थात यह विपरीत दिशा में भी होती है, जिससे ठोस का निर्माण होता है। विलेय एक आणविक यौगिक या एक आयनिक यौगिक है, इस पर निर्भर करते हुए, विघटन प्रतिक्रिया को दो तरीकों में से एक में प्रदर्शित किया जा सकता है:

यहाँ, A किसी भी आणविक विलेय का प्रतिनिधित्व करता है जैसे कि चीनी, और M _a b किसी भी आयनिक विलेय का उदाहरण है जो Mq ⁺ आयनों और b A ^p- आयनों से बना होता है , _{जो AgCl, MgCl2} या कोई अन्य हो सकता है। ठोस विलेय ग्रहण किया गया, हालांकि A एक तरल या गैस भी हो सकता है। जल को विलायक भी माना जाता था (aq. का अर्थ जलीय होता है), हालांकि यही बात किसी अन्य विलायक पर भी लागू होती है।

प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएँ होने के कारण , इन प्रतिक्रियाओं में उनके साथ एक संतुलन स्थिरांक जुड़ा होता है। आयनिक यौगिकों के मामले में, इस स्थिरांक को घुलनशीलता उत्पाद स्थिरांक कहा जाता है और इसके द्वारा दिया जाता है:

जहाँ K _ps विलेयता गुणनफल स्थिरांक है, [M ^q+ ] और [A ^p- ] क्रमशः M ^q+ और A ^p- आयनों की साम्य मोलर सांद्रताओं का प्रतिनिधित्व करते हैं , और a और b रससमीकरणमितीय गुणांक हैं। आणविक विलेय के लिए, संतुलन स्थिरांक एक संतृप्त समाधान के लिए केवल संतुलन मोलर सांद्रता है।

घुलनशीलता संतुलन स्थिरांक के संदर्भ में असंतृप्त विलयन की परिभाषा

घुलनशीलता स्थिरांक वह है जो यह निर्धारित करता है कि कब हम असंतृप्त विलयन की उपस्थिति में हैं। एक आयनिक विलेय के किसी भी विलयन के लिए, उनके रससमीकरणमितीय गुणांकों तक बढ़ाए गए आयनों की सांद्रता के गुणनफल को प्रतिक्रिया भागफल कहा जाता है और इसे Q _ps द्वारा दर्शाया जाता है :

यह पता लगाने के लिए कि क्या आपके पास एक असंतृप्त समाधान है, यह विलायक में और मामले के विशिष्ट तापमान पर क्यू _{पीएस मूल्य की तुलना विलेय के के पीएस} के साथ करने के लिए पर्याप्त है। केवल जब Q _{ps, K ps} के बराबर हो, तभी यह कहा जा सकता है कि विलयन संतृप्त है। यदि यह K _ps से अधिक है , तो विलयन अतिसंतृप्त है, और जब यह K _ps से कम है , तो यह एक असंतृप्त विलयन है। सारांश:

चीनी या शराब जैसे आणविक विलेय के लिए जो पानी में खराब घुलनशील है, केवल एक चीज जो बदलती है वह यह है कि Q समाधान में विलेय की मोलर सांद्रता है। बाकी सब बराबर है।

समाधान में संतृप्ति स्तर

जैसा कि पिछले अनुभाग में देखा जा सकता है, विलेय या उसके संतृप्ति स्तर की सांद्रता के अनुसार, समाधानों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

1. असंतृप्त समाधान । वे इस लेख का मुख्य विषय हैं और वे हैं जो अभी भी उनके पास पहले से अधिक मात्रा में विलेय को स्वीकार करते हैं। वे सजातीय हैं और अनायास अवक्षेपित नहीं होते हैं।
2. संतृप्त समाधान । वे वे हैं जिनमें किसी दिए गए तापमान पर विलेय की अधिकतम संभव मात्रा पहले ही घुल चुकी है। इन समाधानों में, एक ठोस, तरल या गैसीय अवस्था में शुद्ध विलेय घोल में विलेय के साथ संतुलन में होता है, यही कारण है कि दो चरणों को प्रतिष्ठित किया जाता है (वे विषम मिश्रण हैं)। मौजूद होने के बावजूद, शुद्ध विलेय की मात्रा नहीं बदलती क्योंकि प्रणाली संतुलन में है।
3. अतिसंतृप्त विलयन । इन समाधानों ने विलायक की अनुमति से अधिक मात्रा में विलेय को भंग कर दिया है। इस कारण से, वे एक अस्थिर अवस्था का प्रतिनिधित्व करते हैं जिसमें विलेय अनायास क्रिस्टलीकरण या वर्षा के माध्यम से समाधान से अलग हो सकता है।

असंतृप्त समाधान और तापमान

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि असंतृप्त समाधान के बारे में बात करते समय, आपको हमेशा तापमान निर्दिष्ट करना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि घुलनशीलता तापमान पर निर्भर करती है , इसलिए एक तापमान पर असंतृप्त समाधान संतृप्त हो सकता है या तापमान में परिवर्तन होने पर सुपरसैचुरेटेड भी हो सकता है। अधिकांश ठोस और तरल विलेय के लिए, बढ़ते तापमान के साथ घुलनशीलता कम हो जाती है, और विपरीत गैसों के लिए सही है। संतृप्त और अतिसंतृप्त विलयनों के बारे में भी यही बात लागू होती है। यदि किसी ठोस विलेय के संतृप्त या सुपरसैचुरेटेड घोल को गर्म किया जाता है, तो घुलनशीलता तब तक बढ़ सकती है जब तक कि उपस्थित सभी विलेय घुल न जाए, जिससे यह एक असंतृप्त घोल बन जाता है।

संदर्भ

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