soluție suprasaturată Este unul în care solventul a dizolvat mai mult solut decât se poate dizolva la echilibrul de saturație. Toate au în comun echilibrul de saturație, cu diferența că în unele soluții acest lucru este atins la concentrații mai mici sau mai mari de solut..
Solutul poate fi un solid, cum ar fi zahărul, amidonul, sărurile, etc; sau dintr-un gaz, cum ar fi CODouă în băuturile carbogazoase. Aplicând raționament molecular, moleculele solventului le înconjoară pe cele ale solutului și caută să deschidă spațiu între ele pentru a putea adăposti mai mult din solut..
Astfel, vine un moment în care afinitatea solvent-solut nu poate depăși lipsa de spațiu, stabilind echilibrul de saturație dintre cristal și împrejurimile sale (soluția). În acest moment, nu contează cât de mult cristalele sunt măcinate sau agitate - solventul nu mai poate dizolva mai mult dizolvat.
Cum să „forțezi” solventul să dizolve mai mult solut? Prin creșterea temperaturii (sau a presiunii, în cazul gazelor). În acest fel, vibrațiile moleculare cresc și cristalul începe să cedeze mai multe dintre moleculele sale până la dizolvare, până când se dizolvă complet; acesta este momentul în care se spune că soluția este suprasaturată.
Imaginea superioară arată o soluție suprasaturată de acetat de sodiu, ale cărei cristale sunt produsul restabilirii echilibrului de saturație.
Indice articol
Soluțiile pot fi alcătuite dintr-o compoziție care include stările materiei (solide, lichide sau gazoase); cu toate acestea, au întotdeauna o singură fază.
Când solventul nu poate dizolva complet dizolvatul, se observă o altă fază ca o consecință. Acest fapt reflectă echilibrul saturației; dar despre ce este acest echilibru?
Ionii sau moleculele interacționează pentru a forma cristale, care apar mai probabil, deoarece solventul nu le poate ține mai departe..
Pe suprafața sticlei, componentele sale se ciocnesc pentru a adera la acesta, sau se pot înconjura, de asemenea, cu molecule de solvent; unii ies, alții lipesc. Cele de mai sus pot fi reprezentate prin următoarea ecuație:
Solid <=> solid dizolvat
În soluțiile diluate, „echilibrul” este departe spre dreapta, deoarece există mult spațiu disponibil între moleculele solventului. Pe de altă parte, în soluții concentrate, solventul se poate dizolva în continuare, și solidul care se adaugă după agitare se va dizolva..
Odată ce echilibrul este atins, particulele solidului adăugat imediat ce se dizolvă în solvent și altele, în soluție, trebuie să „iasă” pentru a deschide spațiul și a permite încorporarea lor în faza lichidă. Astfel, solutul vine și trece de la faza solidă la faza lichidă cu aceeași viteză; când se întâmplă acest lucru, se spune că soluția este saturată.
Pentru a forța echilibrul la dizolvarea mai solidă, faza lichidă trebuie să deschidă spațiul molecular și, pentru aceasta, este necesar să-l stimulăm energetic. Acest lucru face ca solventul să admită mai mult solut decât poate în mod normal în condiții de temperatură și presiune ambientală..
Odată ce contribuția energiei la faza lichidă a încetat, soluția suprasaturată rămâne metastabilă. Prin urmare, în cazul oricărei perturbări, își poate rupe echilibrul și poate provoca cristalizarea excesului de solut până la atingerea din nou a echilibrului de saturație..
De exemplu, având în vedere un dizolvat care este foarte solubil în apă, se adaugă o anumită cantitate din acesta până când solidul nu se poate dizolva. Apoi se aplică căldură pe apă, până când se garantează dizolvarea solidului rămas. Soluția suprasaturată este îndepărtată și lăsată să se răcească.
Dacă răcirea este foarte bruscă, cristalizarea va avea loc instantaneu; de exemplu, adăugând puțină gheață la soluția suprasaturată.
Același efect ar putea fi observat și dacă un cristal al compusului solubil ar fi fost aruncat în apă. Aceasta servește drept suport de nucleație pentru particulele dizolvate. Cristalul crește acumulând particulele mediului până când faza lichidă este stabilizată; adică până când soluția este saturată.
În soluțiile suprasaturate, s-a depășit limita în care cantitatea de substanță dizolvată nu mai este dizolvată de solvent; prin urmare, acest tip de soluție are un exces de solut și are următoarele caracteristici:
-Ele pot exista cu componentele lor într-o singură fază, ca în soluțiile apoase sau gazoase, sau pot fi prezentate ca un amestec de gaze într-un mediu lichid..
-La atingerea gradului de saturație, substanța dizolvată care nu este dizolvată se cristalizează sau precipită (formează un solid dezorganizat, impur și fără modele structurale) cu ușurință în soluție..
-Este o soluție instabilă. Când precipită excesul de soluție nedizolvată, există o degajare de căldură proporțională cu cantitatea de precipitat. Această căldură este generată de șocul local sau in situ a moleculelor care cristalizează. Deoarece se stabilizează, trebuie să elibereze neapărat energie sub formă de căldură (în aceste cazuri).
-Unele proprietăți fizice precum solubilitatea, densitatea, vâscozitatea și indicele de refracție depind de temperatura, volumul și presiunea la care este supusă soluția. Din acest motiv are proprietăți diferite decât soluțiile sale saturate respective..
Există variabile în prepararea soluțiilor, cum ar fi tipul și concentrația solutului, volumul solventului, temperatura sau presiunea. Modificând oricare dintre acestea, se poate prepara o soluție suprasaturată dintr-una saturată..
Când soluția atinge o stare de saturație și una dintre aceste variabile este modificată, atunci se poate obține o soluție suprasaturată. În general, variabila preferată este temperatura, deși poate fi și presiune.
Dacă o soluție suprasaturată este supusă evaporării lente, particulele solidului se întâlnesc și pot forma o soluție vâscoasă sau un cristal întreg.
-Există o mare varietate de săruri cu care se pot obține soluții suprasaturate. Acestea au fost folosite pentru o lungă perioadă de timp industrial și comercial și au făcut obiectul unor cercetări ample. Aplicațiile includ soluții de sulfat de sodiu și soluții apoase de dicromat de potasiu.
-Soluțiile suprasaturate formate din soluții zaharoase, cum ar fi mierea, sunt alte exemple. Din aceste bomboane sau siropuri se prepară, având o importanță vitală în industria alimentară. Trebuie remarcat faptul că acestea sunt aplicate și în industria farmaceutică la prepararea unor medicamente..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.