- Kas ir nepiesātināts risinājums?
- Temperatūras ietekme
- Nešķīstošas cietas vielas
- Piemēri
- Atšķirība ar piesātinātu šķīdumu
- Atsauces
Nepiesâtinâta šķīdums ir tāda, kur šķīdinātājs vide vēl ir spējīga izšķīdinot vairāk izšķīdušās vielas. Šī barotne parasti ir šķidra, lai arī tā var būt arī gāzveida. Attiecībā uz izšķīdušo vielu tas ir cietā vai gāzveida daļiņu konglomerāts.
Un kā ar šķidrajiem šķīdinātājiem Šajā gadījumā šķīdums ir viendabīgs, ja vien abi šķidrumi ir viegli sajaucami. Tā piemērs ir etilspirta pievienošana ūdenim; divi šķidrumi ar to molekulām, CH 3 CH 2 OH un H 2 O, ir viegli sajaucami, jo tie veido ūdeņraža saites (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
Avots: Pixabay
Tomēr, ja dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) un ūdens tika sajaukti , tie būtu veidotu šķīdumu ar divām fāzēm: viena ūdeni saturoša un cita organiskâ. Kāpēc? Tā kā CH 2 Cl 2 un H 2 O molekulas mijiedarbojas ļoti vāji, tā ka viena slīd pār otru, kā rezultātā rodas divi nesajaucami šķidrumi.
Sīku pilienu CH 2 Cl 2 (izšķīdušās vielas), kas ir pietiekami, lai piesātinātu ūdeni (šķīdinātājs). Ja tieši pretēji, tie varētu radīt nepiesātinātu šķīdumu, tad būtu redzams pilnīgi viendabīgs risinājums. Šī iemesla dēļ nepiesātinātus risinājumus var radīt tikai cietas un gāzveida vielas.
Kas ir nepiesātināts risinājums?
Nepiesātinātā šķīdumā šķīdinātāja molekulas mijiedarbojas ar tādu efektivitāti, ka izšķīdušās molekulas nevar veidot citu fāzi.
Ko tas nozīmē? Šķīdinātāja un izšķīdinātā mijiedarbība pārsniedz, ņemot vērā spiediena un temperatūras apstākļus, izšķīdinātā un izšķīdinātā mijiedarbību.
Kad mijiedarbība ar izšķīdušo vielu izšķīst, tie “orķestrē” otrās fāzes veidošanos. Piemēram, ja izšķīdināšanas vide ir šķidrums un izšķīdināta cieta viela, tā izšķīst pirmajā, veidojot viendabīgu šķīdumu, līdz parādās cieta fāze, kas nav nekas cits kā izgulsnējusies izšķīdinātā viela.
Šīs nogulsnes ir saistītas ar faktu, ka izšķīdušajām molekulām izdodas sagrupēties to ķīmiskās īpašības dēļ, kas raksturīga to struktūrai vai saitēm. Kad tas notiek, tiek uzskatīts, ka šķīdums ir piesātināts ar izšķīdušo vielu.
Tāpēc nepiesātināts cietā izšķīdinātā viela sastāv no šķidras fāzes bez nogulsnēm. Ja tā kā izšķīdinātā viela ir gāzveida, tad nepiesātinātam šķīdumam jābūt bez burbuļiem (kas nav nekas cits kā gāzveida molekulu kopas).
Temperatūras ietekme
Temperatūra tieši ietekmē šķīduma nepiesātinātības pakāpi attiecībā pret izšķīdušo vielu. Tas galvenokārt var būt saistīts ar diviem iemesliem: izšķīdušā un izšķīdinātā mijiedarbības vājināšanās siltuma ietekmes dēļ un molekulāro vibrāciju palielināšanās, kas palīdz izkliedēt izšķīdušās molekulas.
Ja šķīdinātāja vide tiek uzskatīta par kompaktu vietu, kuras caurumos izmitinātās molekulas atrodas, temperatūrai paaugstinoties, molekulas vibrēs, palielinot šo caurumu izmēru; tādā veidā, ka izšķīdinātā viela var izlauzties citos virzienos.
Nešķīstošas cietas vielas
Tomēr dažām izšķīdinātām vielām ir tik spēcīga mijiedarbība, ka šķīdinātāju molekulas gandrīz nespēj tās atdalīt. Šādā gadījumā pietiek ar minimālu minētā izšķīdušā šķīduma koncentrāciju, lai tas izgulsnētos, un tad tā ir nešķīstoša cieta viela.
Nešķīstošās cietās vielas, veidojot otro cieto fāzi, kas atšķiras no šķidrās fāzes, rada dažus nepiesātinātus šķīdumus. Piemēram, ja 1L šķidruma A var izšķīdināt tikai 1g B, neizgulsnējoties, tad sajaucot 1L A ar 0,5g B, tiks iegūts nepiesātināts šķīdums.
Līdzīgi koncentrāciju diapazonā no 0 līdz 1 g B veido arī nepiesātinātus šķīdumus. Bet, dodoties no 1g, B nokrišņi. Kad tas notiek, risinājums pāriet no nepiesātināta līdz piesātinājumam ar B.
Ko darīt, ja temperatūra tiek paaugstināta? Ja karsē šķīdumu, kas piesātināts ar 1,5 g B, siltums palīdzēs nogulsnes izšķīdināt. Tomēr, ja ir daudz nokrišņu B, siltums to nespēj izšķīdināt. Ja tā, tad temperatūras paaugstināšanās vienkārši iztvaicē šķīdinātāju vai šķidrumu A.
Piemēri
Avots: Pixabay
Nepiesātinātu šķīdumu piemēru ir daudz, jo tie ir atkarīgi no šķīdinātāja un izšķīdinātā šķīduma. Piemēram, vienam un tam pašam šķidrumam A un citām izšķīdinātām vielām C, D, E … Z to šķīdumi būs nepiesātināti, kamēr tie neizgulsnēsies un neveidos burbuli (ja tie ir gāzveida šķīdinātāji).
-Jūra var sniegt divus piemērus. Jūras ūdens ir masīva sāļu izšķīšana. Ja nedaudz šī ūdens tiek vārīts, tiks atzīmēts, ka tas nav nepiesātināts, ja nav izgulsnējusies sāls. Ūdenim iztvaikojot, izšķīdušie joni sāk salikt kopā, atstājot sālskābi pie pot.
-Cits piemērs ir skābekļa izšķīšana jūras ūdenī. O 2 molekula šķērso jūras dziļumu pietiekami tālu, lai jūras fauna varētu elpot; neskatoties uz to, ka tas slikti šķīst. Šī iemesla dēļ ir bieži novērot skābekļa burbuļus, kas parādās uz virsmas; no kuriem dažām molekulām izdodas izšķīst.
Līdzīga situācija rodas ar oglekļa dioksīda molekulu - CO 2 . Atšķirībā no O 2 , CO 2 nedaudz šķīst, jo tas reaģē ar ūdeni, veidojot ogļskābi, H 2 CO 3 .
Atšķirība ar piesātinātu šķīdumu
Apkopojot iepriekš paskaidroto, kādas ir atšķirības starp nepiesātināto un piesātināto šķīdumu? Pirmkārt, vizuālais aspekts: nepiesātināts risinājums sastāv tikai no vienas fāzes. Tāpēc nedrīkst būt cieta (cietā fāze) vai burbuļi (gāzes fāze).
Arī šķīstošo vielu koncentrācija nepiesātinātā šķīdumā var mainīties, līdz veidojas nogulsnes vai burbulis. Atrodoties piesātinātos divfāzu šķīdumos (šķidrā-cietā vai šķidrā-gāzveida), izšķīdinātā izšķīdinātā koncentrācija ir nemainīga.
Kāpēc? Tā kā daļiņas (molekulas vai joni), kas veido nogulsnes, veido līdzsvaru ar tām, kuras atrodas izšķīdinātas šķīdinātājā:
Daļiņas (no nogulsnēm <=> izšķīdušas daļiņas
Burbuļa molekulas <=> izšķīdušās molekulas
Šis scenārijs netiek pārdomāts nepiesātinātos risinājumos. Mēģinot vairāk izšķīdināt piesātinātā šķīdumā, līdzsvars mainās pa kreisi; vairāk nogulsņu vai burbuļu veidošanās.
Tā kā nepiesātinātos šķīdumos šis līdzsvars (piesātinājums) vēl nav izveidots, šķidrums var "uzglabāt" vairāk cietas vielas vai gāzes.
Ap jūras aļģēm jūras gultnē atrodas izšķīdušais skābeklis, bet, kad no tās lapām izdalās skābekļa burbuļi, tas nozīmē, ka notiek gāzes piesātinājums; pretējā gadījumā burbuļi netiks novēroti.
Atsauces
- Vispārīgā ķīmija. Mācību materiāls. Lima: Peru Pontifikālā katoļu universitāte. Atgūts no: corinto.pucp.edu.pe
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 22. jūnijs). Nepiesātināta šķīduma definīcija. Atgūts no: domaco.com
- TutorVista. (sf). Nepiesātināts risinājums. Iegūts no: chemistry.tutorvista.com
- Ķīmija LibreTexts. (sf). Piesātinājuma veidi. Atgūts no: chem.libretexts.org
- Nadīna Džeimsa. (2018). Nepiesātināts risinājums: definīcija un piemēri. Atgūts no: study.com