飽和溶液の調製方法

溶解および結晶化プロセスは、次のように表すことができます。

結晶化と沈殿という用語は溶液からの固体溶質の分離を表すために使用されますが、結晶化は明確な結晶構造を持つ固体の形成を指し、沈殿は相中の固体の形成を指します。定義された構造のない異なる粒子で。

飽和溶液はどのように調製されますか?

飽和溶液とは、指定された溶媒に溶解できる最大量の溶質を含む溶液を意味します。つまり、溶液にはそれ以上溶質を溶解できない点があり、この点を過ぎると、溶解が起こっている状態に応じて固体の沈殿、またはガスの放出が起こります。 .

飽和溶液は、溶質が沈殿した固体または結晶として現れ、飽和溶液を形成する点に到達するまで、溶質を連続的に添加することによって調製されます。

飽和溶液のより単純化された形成として、水への砂糖の添加を例として取り上げることができます。ここでは、次の手順が実行されます。

1. 砂糖はコップ一杯の水に加えられます。
2. 最初に、大さじ2～3杯の砂糖を少し機械的にかき混ぜると、水にスムーズに溶けます。
3. 砂糖を加えるほど、激しくかき混ぜても溶かすのに時間がかかります。
4. 砂糖が溶けず、グラスの下部に固まったままになる時が来ます。これは、溶液が飽和し始める時です。

飽和度

ソリューションの飽和度は 3 つあります。

• 飽和溶液：飽和溶液は、炭酸水のように、特定の物質に対する化学反応が平衡状態にある溶液です。
• 不飽和溶液: 溶解物質に関して平衡状態にない溶液。問題なく溶解する溶質を追加できます。
• 過飽和または過飽和溶液：液体および固体の場合に熱を加えることによって発生するように、通常の状態よりも多くの溶解物質を含む溶液です。

飽和点に影響する要因

特定の圧力と温度で溶媒に溶解できる溶質の最大量は、その溶解度です。溶解度は次のように表すことができます。

• 溶媒の体積あたりの溶質の質量 (g/L)。
• 溶媒の質量あたりの溶質の質量 (g/g)。
• 溶媒の体積あたりの溶質のモル (mol/L)。

物質の溶解度が高い場合でも、溶質が一定量の溶媒に溶解できる量には限界があります。一般に、物質の溶解度は、エネルギー要因のみに依存するのではなく、温度にも依存し、気体の場合は圧力にも依存します。

たとえば、20 ºC の 100 グラムの水に次のように溶解できます。

• NaI 177g
• NaBr 91.2g
• 35.9gのNaCl
• 4.1g NaF

ただし、70 ºC では溶解度が増加するため、100 g の水に次のものを溶解できます。

• NaI 295g
• 119g NaBr
• 37.5gのNaCl
• 4.8g NaF

溶液に可能な最大量の溶質が含まれている場合、それは飽和していると言われます。溶液に含まれる溶質の最大量よりも少ない場合、溶液は飽和していません。溶液が飽和し、過剰な溶質が存在する場合、溶解速度は結晶化または沈殿の速度と正確に等しくなります。

したがって、前に示した NaCl の値、つまり 20 ºC で 100 mL 中の 35.9 g の NaCl を使用すると、この塩の水溶液は 100 mL に 35.9 g を加えて飽和し、溶解している場合は、溶解していない溶質をろ過して取り除いた後、均一な飽和溶液が得られます。

ほとんどの固体の溶解度は温度の上昇とともに増加するため、高温で調製された飽和溶液には、低温での溶解よりも多くの溶解溶質が含まれます。その溶液が冷えると、過飽和溶液になる可能性があります。過飽和溶液は安定していないため、過冷却または過熱液体で発生するのと同じように.

次のように結論付けることができます。

• 温度が上昇すると、固体および液体要素との反応の溶解度が増加します。気体溶液の場合は逆のことが起こります。つまり、溶解度は温度の上昇とともに減少します。
• 固体沈殿物の結晶化速度は、結晶表面の溶質の量に依存します。
• 溶質の溶解は、機械的攪拌でも促進されます。
• 形成される平衡応答は、ル シャトリエの原理に従います。これは、温度、圧力、濃度の条件の変化に依存します。

飽和溶液の一般的な例

1. 炭酸飲料は、最も一般的に使用される飽和溶液の例です。これらのタイプの飲料では、飽和点に達するまで、水が溶媒であり、炭素が溶質として含まれます。
2. キッチンで作られるレシピの多くは、塩、砂糖、その他の家庭用食材を水に溶かすことを伴います。この手順は温度によって異なります。水の温度が上がると、溶質の溶解度が上がります。飽和点に達すると、溶質は溶媒の上に目に見える層を形成します。
3. 地球の表面に存在する土壌も、窒素が飽和した混合物と見なすことができます。飽和点に達すると、余分な窒素は気体として空気中に放出されます。

参考文献

13.2: 飽和溶液と溶解度 – 化学 LibreTexts. (2022)。2022 年 4 月 10日に取得。

飽和溶液とは何ですか？（例付き）。（2019）。2022 年 4 月 10 日、 https://www.lifeder.com/solucion-saturated/から取得

飽和溶液とは – 準備、種類、および例。(2022)。2022 年 4 月 10 日、 https://byjus.com/chemistry/saturated-solution/から取得