Doymamış çözelti nedir?

Doymamış veya doymamış bir çözelti, çözünen konsantrasyonunun çözünürlüğünden daha az olduğu ve bu nedenle hala daha fazlasını çözebildiği kimyasal bir çözeltidir. Başka bir deyişle, konsantrasyonu çözünürlük dengesine ulaşmak için yeterli olmadığı için henüz çözünen maddeye doymamış bir çözeltidir.

Doymamış bir çözeltinin varlığında olup olmadığınızı belirleyen şey, çözünenin konsantrasyonu ve çözünürlük dengesi olarak bilinen tersinir bir kimyasal reaksiyondur. İkilinin ilişkisi daha sonra detaylı bir şekilde anlatılıyor; ama önce, doymamış çözümleri neyin karakterize ettiğini görelim.

Doymamış bir çözeltinin özellikleri

• Doymamış çözeltilerde çözünenin tamamı çözücüde çözündüğü için kalıntı kalmaz. Tamamen homojen karışımlardır.
• İlgili çözücüde çözünenin çözünürlüğünden daha düşük bir konsantrasyona sahiptirler. Örneğin, saf bir A maddesinin bir çözücü, örneğin su içindeki çözünürlüğü 0,5 g/100 ml çözelti ise, bu durumda konsantrasyonu 0,4 g/100 ml çözelti olan bir çözelti doymamış bir çözelti olacaktır.
• Hala daha fazla çözünen çözebilirler. Doymamış olan bu çözeltiler, yine de daha fazla miktarda çözünen madde kabul eder. Bu, elbette, çözelti doygun hale gelene kadardır.
• Çözücüye ve çözünen maddeye bağlı olarak çok çeşitli konsantrasyonlara sahip olabilirler . Örneğin, sudaki bir şeker çözeltisinin kütle-hacim oranı %20 m/v kadar düşük olabilir ve yine de doymamış olabilirken, doymamış bir gümüş klorür (AgCl) çözeltisinin konsantrasyonu 1,8 mg/l’den az olmalıdır. (%0,00018 m/v).
• Koşullar değişmediği sürece, kendiliğinden kristalleşmeyecek veya çökelti oluşturmayacaklardır. Bunu yapmak için, bir çözelti aşırı doymuş olmalıdır.

Doymamış çözelti örnekleri

• Sirke , sudaki doymamış bir asetik asit (CH3COOH) _{çözeltisidir} .
• Akü asidi , sudaki _{doymamış bir sülfürik asit ( H2S04} ) çözeltisidir .
• Pek çok parfüm, alkolde aromatik bileşiklerin ve uçucu yağların doymamış çözeltileridir.
• Berrak ojeler, plastik reçinelerin eterler ve ketonlar gibi organik çözücüler içinde yüksek oranda konsantre ancak doymamış çözeltileridir.
• Deniz suyu, sudaki doymamış bir tuz çözeltisidir.
• Kan plazması, farklı konsantrasyonlarda çok sayıda çözünen içeren çok karmaşık bir çözeltidir, ancak doymamış bir çözeltidir.
• İki bardak şekerin bir litre suda eritilmesiyle hazırlanan hafif şurup, çözünen konsantrasyonu yüksek olmasına rağmen doymamış bir çözeltidir.

Çözünürlük dengesi ve doymamış çözeltiler

Daha önce bahsedildiği gibi, doymamış çözeltilerin arkasındaki kimyasal ilke çözünürlük dengesidir . Bir çözücü bir çözücü içinde çözüldüğünde, çözücü moleküllerinin katıyı parçaladığı, onu çözmek için onu oluşturan molekülleri veya iyonları ayırdığı bir işlem meydana gelir. Bu işlem tersine çevrilebilir, yani ters yönde de gerçekleşerek katı oluşumuna yol açar. Çözünen maddenin moleküler bir bileşik mi yoksa iyonik bir bileşik mi olduğuna bağlı olarak, çözünme reaksiyonu iki yoldan biriyle temsil edilebilir:

Burada A , şeker gibi herhangi bir moleküler çözüneni temsil eder ve M _a A _{b , AgCl, MgCl2} veya başka herhangi biri olabilen a M ^q+ iyonları ve b ^Ap- iyonlarından oluşan herhangi bir iyonik çözünen örneğidir . A’nın bir sıvı veya gaz olabilmesine rağmen, katı çözünen maddeler varsayılmıştır. Suyun da bir çözücü olduğu varsayılmıştır (sulu, sulu anlamına gelir), ancak aynı durum başka herhangi bir çözücü için de geçerlidir.

Tersinir reaksiyonlar olduğundan , bu reaksiyonların kendileriyle ilişkili bir denge sabiti vardır. İyonik bileşikler söz konusu olduğunda, bu sabite çözünürlük çarpımı sabiti denir ve şu şekilde verilir:

Burada K _ps çözünürlük çarpımı sabitidir, [M ^q+ ] ve [A ^{p- ] sırasıyla M q+} ve A ^p- iyonlarının denge molar konsantrasyonlarını temsil eder ve a ve b stokiyometrik katsayılardır. Moleküler çözünenler için denge sabiti, doymuş bir çözelti için basitçe denge molar konsantrasyonudur.

Doymamış çözeltinin çözünürlük denge sabiti cinsinden tanımı

Çözünürlük sabiti, doymamış bir çözeltinin varlığında olduğumuzu belirleyen şeydir. Herhangi bir iyonik çözünen çözeltisi için, stokiyometrik katsayılarına yükseltilen iyonların konsantrasyonunun ürünü reaksiyon bölümü olarak adlandırılır ve Q _ps ile temsil edilir :

Doymamış bir çözeltiniz olup olmadığını anlamak için, çözücüde ve olayın özgül sıcaklığındaki çözünenin Q _ps değeri ile K _ps değerini karşılaştırmanız yeterlidir . Yalnızca Q _{ps, K ps’ye} eşit olduğunda , çözeltinin doymuş olduğu söylenebilir. _Kps’den büyükse , çözelti aşırı doymuştur ve _Kps’den küçükse , doymamış bir çözeltidir. Özetle:

Suda az çözünen şeker veya alkol gibi moleküler çözünen maddeler için değişen tek şey, Q’nun basitçe çözeltideki çözünen maddenin molar konsantrasyonu olmasıdır. Diğer her şey eşittir.

Çözeltilerdeki doygunluk seviyeleri

Bir önceki bölümde de görülebileceği gibi, çözünenin konsantrasyonuna veya doygunluk düzeyine göre çözeltiler şu şekilde sınıflandırılabilir:

1. doymamış çözümler Bunlar, bu makalenin ana konusudur ve hâlihazırda sahip olduklarından daha fazla miktarda çözünen madde kabul edenlerdir. Homojendirler ve kendiliğinden çökelmezler.
2. Doymuş çözümler . Bunlar, belirli bir sıcaklıkta mümkün olan maksimum çözünen miktarının zaten çözülmüş olduğu maddelerdir. Bu çözeltilerde, katı, sıvı veya gaz halindeki saf çözünen, çözeltideki çözünen madde ile dengededir, bu nedenle iki faz ayırt edilir (bunlar heterojen karışımlardır). Mevcut olmasına rağmen, sistem dengede olduğu için saf çözünen miktarı değişmez.
3. Aşırı doymuş çözeltiler . Bu çözeltiler, çözücünün izin verdiğinden daha fazla miktarda çözünen çözmüştür. Bu nedenle, çözünenin kristalleşme veya çökelme yoluyla çözeltiden kendiliğinden ayrılabileceği kararsız bir durumu temsil ederler.

Doymamış çözeltiler ve sıcaklık

Doymamış bir çözeltiden bahsederken her zaman sıcaklığı belirtmeniz gerektiğini not etmek önemlidir. Bunun nedeni, çözünürlüğün sıcaklığa bağlı olmasıdır , bu nedenle, bir sıcaklıkta doymamış olan bir çözelti, sıcaklık değişirse doymuş ve hatta aşırı doymuş hale gelebilir. Katı ve sıvı çözünenlerin çoğu için çözünürlük artan sıcaklıkla azalır ve bunun tersi gazlar için geçerlidir. Aynı durum doymuş ve aşırı doymuş çözeltiler için de geçerlidir. Doymuş veya aşırı doymuş bir katı çözünen çözeltisi ısıtılırsa, çözünürlük, mevcut tüm çözünen çözünene kadar artabilir ve bu da onu doymamış bir çözelti haline getirir.

Referanslar

• Brown, T. (2021). Kimya: Merkezi Bilim (11. baskı). Londra, İngiltere: Pearson Education.
• Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS ve Herranz, ZR (2020). Kimya (10. baskı). New York, NY: MCGRAW-HILL.
• Çözünürlük _ (2020). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1888 adresinden alındı
• Skoog, DA, West, DM, Holler, J. ve Crouch, SR (2021). Analitik Kimyanın Temelleri (9. baskı). Boston, Massachusetts: Cengage Learning. Doygunluk türleri . (2020). https://chem.libretexts.org/@go/page/1616 adresinden alındı