Kimyada doymuş çözeltiler hakkında bilmeniz gereken her şey

Doymuş bir çözelti , daha fazla çözünen maddenin çözünmesine izin vermeyen bir çözeltidir. Başka bir deyişle, o belirli bir çözücüde ve belirli bir basınç ve sıcaklıkta çözülebilen maksimum çözünen konsantrasyonuna zaten ulaşılmış bir çözeltidir. Bunlar, çözücü içinde çözünen çözünen ile kabın dibindeki katı haldeki, sıvı haldeki çözücünün üstünde veya altında (yoğunluklara bağlı olarak) veya içinde çözünen madde arasında çözünürlük dengesinin sağlandığı çözeltilerdir. gaz hali.

çözünürlük dengesi

Az önce bahsedildiği gibi, çözünürlük dengesine ulaşıldığında bir çözelti doymuştur. En basit durumda, bu denge aşağıdaki kimyasal denklemle temsil edilebilir:

S’nin moleküler bir çözüneni temsil ettiği (ayrışmayan) ve alt simgeler saf ve katı halde mi yoksa çözünmüş mü olduğunu gösterir (ac, sulu çözeltide anlamına gelir, ancak başka herhangi bir çözücü içinde olabilir).

Bu durumda olduğu gibi moleküler çözücülere sahip olduğunuzda, doymuş bir çözelti elde etmek ve denge kurulabilmesi için, çözeltideki çözünen maddenin konsantrasyonunun denge sabiti Ks’ye eşit olması ve hala bir miktar çözünen madde kalması gerekir. Çözünmemiş katı halde.

Tuzlar gibi iyonik çözünen maddeler söz konusu olduğunda, genel reaksiyon şöyle görünür:

burada K _ps çözünürlük çarpımı sabitidir, [M ^m+ ] _eq, doymuş çözeltide M ^m+ katyonunun molar konsantrasyonunu temsil eder ve [A ^n- ] _eq , doymuş çözeltide A ^n- ‘nin molar konsantrasyonunu temsil eder .

Bu durumda, doymuş çözeltiyi tanımlayan koşul, çözeltideki iyonların konsantrasyonlarının (M m+ ^ve A ^n- ) ilgili stokiyometrik katsayılarına (nym) yükseltilmiş çarpımının, çarpımının sabitine eşit olması gerektiğidir. çözünürlük Sonuç, K _ps’den büyükse , çözelti aşırı doymuştur ve daha küçükse, doymamıştır.

Doymuş çözeltinin dengesi dinamiktir.

Doymuş bir çözelti elde edildiğinde, çözünenin artık çözücü içinde çözünmediği ve çözünme işleminin durduğu görülür. Ancak bu tam olarak böyle değil. Aslında, çoğu kimyasal dengede olduğu gibi, çözünürlük dengesi statik bir denge değil, ileri reaksiyonun (daha fazla çözünenin çözünmesi) ve ters reaksiyonun (çözeltiden çözünenin çökelmesi) aynı anda gerçekleştiği dinamik bir dengedir. oran. Bu nedenle, ne katı çözünenin net miktarında ne de çözeltideki çözünenin konsantrasyonunda herhangi bir değişiklik görülmez.

Doymuş bir çözelti elde etmenin yolları

Doymuş çözümler elde etmenin üç temel yolu vardır:

1. Çözelti ne kadar şiddetle çalkalanırsa çalkalansın, artık çözünmeyene kadar çözünen madde ekleyin. Bu en basit yöntemdir, ancak çok yavaş çözünen maddeler olduğu için bazen çok sıkıcı olabilir.
2. İkinci yol, doymamış bir çözeltiden başlamak ve çözücüyü buharlaştırmaya başlamaktır . Çözeltinin toplam hacmi, çözünen madde kaybı olmadan azaldığından, çözünen maddenin konsantrasyonu maksimum konsantrasyona (veya çözünürlüğe) ulaşılana kadar artacaktır. O anda çözünen çökelmeye başlayacak ve o andan itibaren doymuş bir çözeltiye sahip olacaksınız.
3. Diğer bir yol ise çözücünün ısıtarak kaldırabileceğinden daha fazla çözüneni eritmektir . Bu çözeltinin soğumasına izin verilerek aşırı doymuş bir çözelti elde edilecektir. Bu nedenle, titreşimden çözeltinin yüzeyinde küçük bir kristalin tohumlanmasına kadar herhangi bir rahatsızlık, hemen fazla çözünen maddenin çökelmesini tetikleyecektir. Bu yağış, doygunluk düzeyine ulaşılır ulaşılmaz sona erecektir.

Doymamış çözeltilerden doymuş çözeltiler elde etmenin , çözünenin çözünürlüğünü azaltmak için ortamı veya çözücüyü kademeli olarak değiştirmekten oluşan dördüncü bir yolu vardır . Bu, organik bir çözücü ekleyerek, pH’ı değiştirerek ve başka yollarla da gerçekleştirilebilir.

Çözünürlük Dengesini ve Doymuş Çözeltileri Etkileyen Faktörler

Çözenin ve çözücünün doğası

Her kimyasal bileşik, her farklı çözücü tipinde çözünürlüğüne sahiptir. Örneğin, şeker suda tuzdan çok daha fazla çözünür, bu nedenle bir çözeltiyi tuzla doyurmak şekerle doyurmaktan her zaman daha kolay olacaktır. Doymuş bir çözelti elde etmenin imkansız olduğu durumlar da vardır. Bu, herhangi bir oranda karıştırılabilen etil alkol ve su çözeltileri gibi çözücü ile karışabilen çözünen maddelerin durumudur.

Sıcaklık

Az önce görüldüğü gibi, doymuş çözeltilerde sıcaklık önemli bir rol oynar, çünkü sıcaklıktaki bir artış çözünen çözünürlüğü artırabilir, tüm katı çözünenleri çözebilir ve doymuş bir çözeltiyi doymamış bir çözeltiye dönüştürebilir.

Öte yandan, sıcaklığın gazların çözünürlüğü üzerindeki etkisi tam tersidir. Çözünürlüğünü artırmak yerine, yüksek sıcaklıklar onu azaltır. Bunun kanıtı alkolsüz içeceklerdir. Bunlar artan sıcaklıkla gazlarının çoğunu kaybeder.

pH

Çözünen maddenin asit-baz özelliklerine sahip olduğu durumlarda, çözünürlüğünün belirlenmesinde pH çok önemli bir rol oynayabilir. Genel olarak, çözünen maddenin daha fazla iyonlaşmasına yardımcı olan herhangi bir reaksiyon, çözünürlüğünü artıracak ve bu da doymuş bir çözeltiyi doymamış bir çözeltiye dönüştürebilir.

Örneğin, çözünen madde benzoik asit gibi zayıf bir asitse ve doymuş bir çözeltiniz varsa, söz konusu asitle reaksiyona giren ve iyonlaşan sodyum hidroksit eklemek, çözeltideki çözünen maddenin daha fazla çözülmesine yardımcı olacaktır.

Basınç

Basınç en çok gaz halindeki çözünenleri etkiler. Bir çözeltinin üzerindeki gazların basıncını kuvvetli bir şekilde artırmak, gazın çözücü içinde daha fazla miktarda çözünmesine neden olabilir. Bu, katı çözünen maddeler için sıcaklığın arttırılmasına eşdeğer olacaktır. Gazlar söz konusu olduğunda, çözelti ve gaz kapalı bir kapta tutulduğu sürece, basınç ne kadar olursa olsun, yeterli zaman verilirse çözelti her zaman gazla doymuş olacaktır.

ortak iyon etkisi

Ortak iyon, pH’ınkine benzer bir etkiyi temsil eder. Bir iyonik çözünenin bir çözeltide çözülmesi istendiğinde, ayrışacak ve ilgili iyonlarının belirli bir konsantrasyonunu üretecektir. Aynı iyonik çözüneni, iyonlarından bir kısmını zaten içeren bir çözeltide çözmeye çalışırsak, onu çözmek saf çözücüde yaptığımızdan daha zor olacaktır. Buna ortak iyon etkisi denir ve çözeltileri doyurmayı kolaylaştırır.

Doymuş çözelti örnekleri

Kapalı gazlı içecekler

Tüm alkolsüz içecekler, gazlı içecekler ve gazlı biralar, şişe veya kutu tamamen kapalı olduğu sürece sudaki doymuş karbondioksit çözeltileridir.

Şişenin tıpası çıkarıldığı anda denge kaybolur ve çözelti birdenbire aşırı doymuş bir çözelti haline gelir, bu nedenle gazlar köpürmeye ve kaçmaya başlar.

ölü denizin kıyısındaki su

Ölü Deniz, dünyadaki en tuzlu göllerden biridir ve kıyıda göl suyundan gelen tuzun kristalleşmesini görebilirsiniz. Bu, bazı kısımlarda suyun küçük su birikintilerinde hapsolduğu ve buharlaştıklarında tuzla doygun hale geldiği ve çökelmeye başladığı anlamına gelir.

bazı bal türleri

Diğerlerine göre daha konsantre olan bazı bal türleri vardır ve bazı durumlarda o kadar konsantredirler ki içerdikleri şekerler şişede kristalleşmeye başlar.

Bu, çözeltinin başlangıçta aşırı doymuş olduğunu ve kristalleşmeden sonra doymuş bir çözelti haline geldiğini gösterir.

Referanslar

Brown, T. (2021). Kimya: Bilim Merkezi. (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.

Çiçekler, P., Theopold, K., Langley, R., & Robinson, WR (2019). Kimya 2e . https://openstax.org/books/chemistry-2e adresinden alındı

Bubis, M. (1998). Ölü Deniz – Alışılmadık Bir Deniz. http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/49306/Documento_completo.pdf adresinden alındı.

Bal ve sıcaklık (nd) https://www.latiendadelapicultor.com/blog/la-miel-y-la-temperatura/ adresinden alındı.