Собресатурисане карактеристике раствора, како се припрема и примери

Тхе суперсатуратед солутион је онај у коме је растварач растворен више растворене материје него што се може растворити у равнотежи засићења. Сви имају заједничку равнотежу засићења, с том разликом што се у неким отопинама то постиже при нижим или вишим концентрацијама отопљене твари.

Раствор може да буде чврста супстанца, као што су шећер, скроб, соли итд. или гас, као што је ЦО₂ у газираним пићима. Примјењујући молекуларно расуђивање, молекули отапала окружују оне отопљене твари и настоје отворити простор између себе како би се смјестила већа количина отопљене твари.

Тако долази време када афинитет растварача-растварача не може превазићи недостатак простора, успостављајући равнотежу засићења између кристала и околине (решење). У овом тренутку, није важно колико се кристали мељу или мешају: растварач више не може растворити више растворене материје.

Како "присилити" растварач да растопи више растворене материје? Кроз повећање температуре (или притиска, у случају гасова). На тај начин се повећавају молекуларне вибрације и кристал почиње да даје више својих молекула у раствор, док се потпуно не раствори; овде је речено да је решење презасићено.

Горња слика приказује презасићени раствор натријум ацетата, чији кристали су производ враћања равнотеже засићења.

Индек

• 1 Теоријски аспекти
  • 1.1 Сатуратион
  • 1.2 Прекомерно засићење
• 2 Карактеристике
• 3 Како се припрема?
• 4 Примери и апликације
• 5 Референце 

Теоријски аспекти

Сатуратион

Раствори се могу формирати композицијом која укључује стања материје (чврста, течна или гасовита); међутим, они увек имају једну фазу.

Када растварач не може потпуно растворити раствор, следи друга фаза. Ова чињеница одражава равнотежу засићења; Али у чему је та равнотежа??

Јони или молекули ступају у интеракцију и формирају кристале, који се јављају вјероватније јер их отапало не може држати раздвојеним дуже.

На површини стакла, његове компоненте се сударају да би се придржавале тога, или могу бити окружене молекулима растварача; неки одлазе, други се придржавају. Наведено се може представити сљедећом једнаџбом:

Солид <=> растворена чврста супстанца

У разблаженим растворима "равнотежа" је веома помакнута удесно, јер постоји много простора између молекула растварача. С друге стране, у концентрованим растворима растварач може још увек растворити раствор, а чврста супстанца која се додаје после мешања ће се растворити.

Када се достигне равнотежа, честице чврсте супстанце се додају чим се растворе у растварачу, а друге, у раствору, "морају изаћи" у отворени простор и омогућити њихово инкорпорирање у течну фазу. Према томе, растворена материја иде и долази из чврсте фазе у течну фазу истом брзином; када се то догоди, каже се да је решење засићено.

Оверсатуратион

Да би се равнотежа присилила на растварање чврстије, текућа фаза мора отворити молекуларни простор, а за то је неопходно да га енергетски стимулише. Ово доводи до тога да растварач прихвата више растворене материје него што је нормално у условима околне температуре и притиска.

Када престане снабдевање енергијом у течну фазу, презасићени раствор остаје метастабилан. Због тога, пре било каквог поремећаја може да разбије своју равнотежу и да доведе до кристализације вишка растворене материје до поновног постизања равнотеже засићења.

На пример, ако је раствор растворљив у води, додаје се одређена количина све док се чврста супстанца не раствори. Затим се загрева вода, док се не отопи остатак чврсте супстанце. Презасићени раствор је уклоњен и остављен да се охлади.

Ако је хлађење веома нагло, кристализација ће се десити тренутно; на пример, додавање мало леда у презасићени раствор.

Исти ефекат се може приметити и ако се кристал растворног једињења баци у воду. Ово служи као подршка нуклеацији за растворене честице. Кристал расте акумулирањем честица медија све док се не стабилизује текућа фаза; то јест, док се раствор не засити.

Феатурес

У презасићеним растворима је прекорачена граница у којој количина растворене материје више није растворена растварачем; према томе, ова врста раствора има вишак растворене материје и има следеће карактеристике:

-Могу постојати са својим компонентама у једној фази, као у воденим или гасовитим растворима, или присутни као смеша гасова у течном медијуму.

-Када се достигне степен засићења, растворена материја која није растворена ће кристализовати или преципитирати (формира неорганизовано чврсто, нечисто и без структурних стандарда) са лакоћом у раствору.

-То је нестабилно рјешење. Када се преципитира вишак неотопљених растворених материја, производи се ослобађање топлоте које је пропорционално количини талога. Ова топлота се генерише локалним шоком или ин ситу молекула који кристализују. Будући да се стабилизује, мора нужно ослободити енергију у облику топлоте (у овим случајевима).

-Неке физичке особине као што су топљивост, густина, вискозност и индекс преламања зависе од температуре, запремине и притиска којима је раствор подвргнут. Због тога има различита својства од њихових засићених раствора.

Како је припремљено?

Постоје варијабле у припреми раствора, као што су тип и концентрација растворене материје, запремина растварача, температура или притисак. Модификовањем било ког од ових може се припремити презасићени раствор из засићеног.

Када решење достигне стање засићења и једна од ових варијабли је модификована, онда се може добити презасићени раствор. Генерално, пожељна варијабла је температура, иако може бити и притисак.

Ако је презасићени раствор подвргнут спором испаравању, нађене су чврсте честице и могу да формирају вискозни раствор, или читав кристал.

Примери и апликације

-Постоји велики број соли са којима можете добити презасићене растворе. Дуго су се користили на индустријском и комерцијалном нивоу и били су предмет бројних истраживања. Између примена издвајају се раствори натријум сулфата и водени раствори калијум бикромата.

-Презасићени раствори формирани од шећерних раствора, као што је мед, су други примери. Од њих се припремају слаткиши или сирупи, који имају витални значај у прехрамбеној индустрији. Значајно се примењује иу фармацеутској индустрији у припреми неких лекова.

Референце

1. Тхе Цхемистри Цомпанион за наставнике средњих школа. Решења и концентрација. [ПДФ] Преузето 7. јуна 2018. године из: ице.цхем.висц.еду
2. К. Таимни. (1927). Вискозност презасићених раствора. И. Јоурнал оф Пхисицал Цхемистри32(4), 604-615 ДОИ: 10.1021 / ј150286а011
3. Сзевцзик, В. Соколовски и К. Сангвал. (1985). Нека физичка својства засићених, презасићених и недовољно засићених водених раствора калијум бикромата. Јоурнал оф Цхемицал & Енгинееринг Дата30(3), 243-246. ДОИ: 10.1021 / је00041а001
4. Википедиа. (2018). Суперсатуратион. Преузето 8. јуна 2018. године са: ен.википедиа.орг/вики/Суперсатуратион
5. Робертс, Анна. (24. април 2017.). Како направити презасићено раствор. Сциенцинг. Преузето 8. јуна 2018. године из: сциенцинг.цом
6. ТуторВиста. (2018). Суперсатуратед солутион. Преузето 8. јуна 2018. године из: цхемистри.туторвиста.цом  
7. Неда Глисовиц. (25. мај 2015). Кристализација. [Фигуре] Преузето 8. јуна 2018. године, са: цоммонс.викимедиа.орг