Tinkamo prisotinimo tirpalo charakteristikos, kaip ji yra parengta ir pavyzdžiai

The perpildytas tirpalas yra tas, kuriame tirpiklis yra ištirpęs daugiau tirpių nei jis gali ištirpti prisotinimo pusiausvyroje. Visi turi bendrą prisotinimo pusiausvyrą, skirtingai, kad kai kuriuose sprendimuose tai pasiekiama esant mažesnėms arba aukštesnėms tirpių koncentracijoms.

Tirpi medžiaga gali būti kieta medžiaga, pavyzdžiui, cukrus, krakmolas, druskos ir tt; arba dujų, pvz., CO₂ gazuotų gėrimų. Taikant molekulinį argumentavimą, tirpiklių molekulės supa tirpalo molekules ir siekia atverti erdvę tarpusavyje, kad tilptų daugiau tirpiųjų medžiagų..

Taigi, ateina laikas, kai tirpiklio tirpumo afinitetas negali įveikti erdvės stokos, nustatant sotumo pusiausvyrą tarp kristalo ir jo apylinkės (tirpalas). Šiuo metu nesvarbu, kiek kristalai yra sumalti arba maišomi: tirpiklis nebegali ištirpinti daugiau tirpių.

Kaip „priversti“ tirpiklį ištirpinti daugiau tirpių? Padidėjus temperatūrai (arba slėgiui, dujų atveju). Tokiu būdu padidėja molekulinė vibracija ir kristalas pradeda duoti daugiau tirpalo molekulių, kol visiškai ištirps; būtent čia sakoma, kad sprendimas yra pernelyg prisotintas.

Viršutiniame paveikslėlyje yra viršsotintas natrio acetato tirpalas, kurio kristalai yra prisotinimo pusiausvyros atstatymo produktas..

Indeksas

• 1 Teoriniai aspektai
  • 1.1 Saturacija
  • 1.2 Perpildymas
• 2 Charakteristikos
• 3 Kaip tai parengta?
• 4 Pavyzdžiai ir taikymas
• 5 Nuorodos 

Teoriniai aspektai

Saturation

Tirpalus gali sudaryti kompozicija, apimanti medžiagos (kietos, skystos arba dujinės) būsenas; tačiau jie visada turi vieną etapą.

Kai tirpiklis negali visiškai ištirpinti tirpiklio, seka kita fazė. Šis faktas atspindi prisotinimo pusiausvyrą; Bet kokia yra ši pusiausvyra??

Jonai arba molekulės sąveikauja, kad susidarytų kristalai, dažniau atsirandantys, nes tirpiklis ilgiau negali jų atskirti.

Stiklo paviršiuje jo sudedamosios dalys susilieja, kad jas priliptų, arba jas taip pat gali apsupti tirpiklių molekulės; kai kurie atostogos, kiti laikosi. Pirmiau pateiktą informaciją galima pavaizduoti su šia lygtimi:

Kieta <=> ištirpusi kieta medžiaga

Praskiestuose tirpaluose „pusiausvyra“ yra labai perkelta į dešinę, nes tarp tirpiklių molekulių yra daug vietos. Kita vertus, koncentruotuose tirpaluose tirpiklis vis dar gali ištirpinti tirpalą, o po maišymo pridėta kieta medžiaga ištirps.

Pasiekus pusiausvyrą, kietosios medžiagos dalelės, ištirpintos tirpiklyje, o kitos - tirpalu, turi „išeiti“, kad atidarytų erdvę ir leistų jas įtraukti į skystąją fazę. Tokiu būdu tirpiklis eina ir iš kietosios fazės į skystą fazę vyksta tuo pačiu greičiu; kai tai atsitinka, sakoma, kad tirpalas yra prisotintas.

Perviršis

Norint priversti pusiausvyrą ištirpinti kietesnę skysčio fazę, reikia atidaryti molekulinę erdvę, todėl būtina ją energingai skatinti. Dėl šios priežasties tirpiklis įleidžia daugiau tirpių nei paprastai gali esant aplinkos temperatūrai ir slėgio sąlygoms.

Nustojus energijos tiekimui į skystąją fazę, perpildytas tirpalas išlieka metastabilus. Todėl, prieš bet kokį trikdymą, jis gali sulaužyti jo pusiausvyrą ir atsirasti ištirpusio tirpalo pertekliaus kristalizacijai, kol vėl pasiekiama soties pusiausvyra.

Pavyzdžiui, esant vandeniui labai tirpioms medžiagoms, įdėta tam tikro kiekio, kol kieta medžiaga neištirps. Tada į vandenį dedama šiluma, kol likusi kieta medžiaga ištirps. Superkilęs tirpalas pašalinamas ir leidžiama atvėsti.

Jei aušinimas yra labai staigus, kristalizacija atsiras akimirksniu; pavyzdžiui, pridedant šiek tiek ledo į perpildytą tirpalą.

Tas pats poveikis taip pat gali būti pastebėtas, jei tirpiojo junginio kristalas buvo išmestas į vandenį. Tai tarnauja kaip ištirpusių dalelių brandinimo palaikymas. Kristalas auga kaupdamas terpės daleles, kol skystis bus stabilizuotas; tai yra, kol tirpalas yra prisotintas.

Savybės

Superkristaliuose tirpaluose viršyta riba, kurioje tirpiklis nebeskaido tirpių; todėl šio tipo tirpalai turi perteklinį tirpumą ir turi šias charakteristikas:

-Jie gali egzistuoti kartu su jų komponentais vienoje fazėje, pavyzdžiui, vandeniniuose ar dujiniuose tirpaluose, arba kaip dujų mišinys skystoje terpėje..

-Pasiekus prisotinimo laipsnį, tirpalas, kuris nėra ištirpintas, kristalizuojasi arba nusodina (jis sudaro nesudėtingą, nešvarią ir be struktūrinių standartų) tirpalą..

-Tai nestabilus sprendimas. Kai neištirpsta neištirpusių tirpių, susidaro šilumos išsiskyrimas, kuris yra proporcingas nuosėdų kiekiui. Šią šilumą generuoja vietinis šokas arba in situ molekulių, kurios kristalizuojasi. Kadangi ji yra stabilizuota, ji būtinai turi išleisti energiją šilumos pavidalu (tokiais atvejais).

-Kai kurios fizinės savybės, pvz., Tirpumas, tankis, klampumas ir lūžio rodiklis, priklauso nuo temperatūros, tūrio ir slėgio, kuriam taikomas tirpalas. Dėl šios priežasties ji turi skirtingas savybes, palyginti su atitinkamais sočiųjų tirpalų.

Kaip tai parengta?

Rengiant tirpalus yra kintamųjų, tokių kaip tirpiklio tipas ir koncentracija, tirpiklio tūris, temperatūra arba slėgis. Bet kurio iš jų modifikavimas gali būti paruoštas perpildytu tirpalu iš sočiųjų.

Kai tirpalas pasiekia prisotinimo būseną ir vienas iš šių kintamųjų yra modifikuotas, tada gali būti gaunamas viršsotintas tirpalas. Apskritai, pageidautinas kintamasis yra temperatūra, nors tai gali būti ir slėgis.

Jei perpildytas tirpalas yra lėtai išgarinamas, kietosios dalelės randamos ir gali sudaryti klampų tirpalą arba visą kristalą..

Pavyzdžiai ir programos

-Yra daug įvairių druskų, su kuriomis galite gauti viršsotintų tirpalų. Jie buvo naudojami ilgą laiką pramoniniu ir komerciniu lygmeniu ir buvo tiriami daugeliu atvejų. Tarp panaudojimo išsiskiria natrio sulfato ir kalio bichromato vandeninių tirpalų tirpalai.

-Kiti pavyzdžiai yra pernelyg prisotinti tirpalai, sudaryti iš saldžių tirpalų, pvz. Iš jų yra paruošti saldainiai arba sirupai, kurie yra gyvybiškai svarbūs maisto pramonei. Pažymėtina, kad farmacijos pramonėje ruošiami kai kurie vaistai.

Nuorodos

1. Vidurinių mokyklų mokslo mokytojų chemijos kompanionas. Sprendimai ir koncentracija. [PDF] Gauta 2018 m. Birželio 7 d., Iš: ice.chem.wisc.edu
2. K. Taimni. (1927). Supersatintų tirpalų klampumas. I. Fizinės chemijos leidinys32(4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
3. Szewczyk, W. Sokolowski ir K. Sangwal. (1985). Kai kurios prisotintų, perpildytų ir nepakankamai prisotintų vandeninio kalio bichromato tirpalų fizinės savybės. Cheminių ir inžinerinių duomenų žurnalas30(3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
4. Vikipedija. (2018). Supersaturacija. Gauta 2018 m. Birželio 8 d., Iš: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
5. Roberts, Anna. (2017 m. Balandžio 24 d.). Kaip sukurti perpildytą tirpalą. Moksliniai tyrimai. Gauta 2018 m. Birželio 8 d., Iš: sciencing.com
6. TutorVista. (2018 m.). Supersaturuotas tirpalas. Gauta 2018 m. Birželio 8 d. Iš: chemistry.tutorvista.com  
7. Neda Glisovic. (2015 m. Gegužės 25 d.). Kristalizacija. [Pav.] Gauta 2018 m. Birželio 8 d., Iš: commons.wikimedia.org