- Mikä on tyydyttymätön ratkaisu?
- Lämpötilan vaikutus
- Liukenemattomat kiinteät aineet
- esimerkit
- Ero kyllästetyn liuoksen kanssa
- Viitteet
Tyydyttymätön ratkaisu on sellainen, jossa liuotin väliaine on vielä kykenee liuottamaan enemmän liuenneen aineen. Tämä väliaine on yleensä nestemäinen, vaikka se voi olla myös kaasumainen. Liuenneen aineen suhteen se on kiinteän tai kaasumaisen hiukkasten ryhmä.
Entä nestemäiset liuenneet aineet? Tässä tapauksessa liuos on homogeeninen niin kauan kuin molemmat nesteet ovat sekoittuvia. Esimerkki tästä on etyylialkoholin lisääminen veteen; kahden nesteen kanssa niiden molekyylien, CH 3 CH 2 OH ja H 2 O ovat sekoittuvia, koska ne muodostavat vetysidoksia (CH 3 CH 2 OH-OH 2).
Lähde: Pixabay
Kuitenkin, jos dikloorimetaani (CH 2 Cl 2) ja vesi sekoitettiin, ne muodostavat ratkaisu, jossa on kaksi vaihetta: yhden vesipitoisen ja muita orgaanisia. Miksi? Koska molekyylit CH 2 Cl 2 ja H 2 O vuorovaikutuksessa hyvin heikosti, niin että yksi liukuu toisen päälle, tuloksena on kaksi toisiinsa sekoittumatonta nestettä.
Pieni pisara CH 2 Cl 2 (liukenevan aineen) riittää kyllästämään veden (liuotin). Jos päinvastoin, ne voisivat muodostaa tyydyttymättömän liuoksen, niin nähdään täysin homogeeninen ratkaisu. Tästä syystä vain kiinteät ja kaasumaiset liuenneet aineet voivat tuottaa tyydyttymättömiä liuoksia.
Mikä on tyydyttymätön ratkaisu?
Tyydyttymättömässä liuoksessa liuotinmolekyylit ovat vuorovaikutuksessa sellaisen tehokkuuden kanssa, että liuenneet molekyylit eivät voi muodostaa toista faasia.
Mitä tämä tarkoittaa? Se, että liuotin-liuennut vuorovaikutus ylittää paine- ja lämpötilaolosuhteet, liuenneen liuenneen aineen vuorovaikutukset.
Kun liuenneen-liuenneen vuorovaikutuksen määrä lisääntyy, ne "järjestävät" toisen vaiheen muodostumisen. Esimerkiksi, jos liuotinväliaine on nestemäistä ja liuennut kiinteä aine, toinen liukenee ensimmäisessä muodostaen homogeenisen liuoksen, kunnes muodostuu kiinteä faasi, joka on muuta kuin saostunut liuennut aine.
Tämä sakka johtuu siitä, että liuenneet molekyylit onnistuvat ryhmittymään toisiinsa kemiallisen luonteensa vuoksi, luontaisesti niiden rakenteelle tai sidoksille. Kun tämä tapahtuu, liuoksen sanotaan olevan kyllästetty liuenneella aineella.
Siksi kiinteän liuenneen tyydyttymättömä liuos koostuu nestemäisestä faasista, jossa ei ole sakkaa. Kun taas liuennut aine on kaasumainen, tyydyttymättömässä liuoksessa ei saa olla kuplia (jotka ovat vain kaasumaisten molekyylien ryhmiä).
Lämpötilan vaikutus
Lämpötila vaikuttaa suoraan liuoksen tyydyttymättömyyteen suhteessa liuenneeseen aineeseen. Tämä voi johtua pääasiassa kahdesta syystä: liuenneen liuenneen aineen vuorovaikutusten heikentyminen lämmön vaikutuksesta ja lisääntynyt molekyylin värähtely, joka auttaa hajottamaan liuenneen molekyylin.
Jos liuotinväliainetta pidetään pienikokoisena tilana, jonka reikiin kiinteät molekyylit sijaitsevat, lämpötilan noustessa, molekyylit värisevät lisäämällä näiden reikien kokoa; siten, että liuennut aine voi murtautua muihin suuntiin.
Liukenemattomat kiinteät aineet
Joillakin liuenneilla aineilla on kuitenkin niin voimakkaita vuorovaikutuksia, että liuotinmolekyylit tuskin kykene erottamaan niitä. Tässä tapauksessa mainitun liuenneen liuenneen aineen minimipitoisuus on riittävä saostumiseen, ja se on sitten liukenematon kiinteä aine.
Liukenemattomat kiinteät aineet muodostavat muutaman tyydyttymättömän liuoksen muodostamalla toisen kiinteän faasin, joka eroaa nestemäisestä faasista. Esimerkiksi, jos 1 I nestettä A voi liuottaa vain 1 g B: tä saostamatta, niin sekoittamalla 1 I A: ta 0,5 g: n kanssa B: tä saadaan tyydyttymätön liuos.
Samoin joukko konsentraatioita välillä 0 - 1 g B: tä muodostaa myös tyydyttymättömiä liuoksia. Mutta kun menee 1 g: sta, B saostuu. Kun tämä tapahtuu, ratkaisu siirtyy tyydyttymättömästä tyydyttymiseen B: llä.
Entä jos lämpötilaa nostetaan? Jos lämmitetään liuosta, joka on kyllästetty 1,5 g: lla B, lämpö auttaa auttamaan saostuman liukenemisessa. Kuitenkin, jos saostunutta B on paljon, lämpö ei kykene sitä liuottamaan. Jos näin on, lämpötilan nousu yksinkertaisesti haihduttaisi liuotinta tai nestettä A.
esimerkit
Lähde: Pixabay
Esimerkkejä tyydyttymättömistä liuoksista on lukuisia, koska ne riippuvat liuottimesta ja liuenneesta aineesta. Esimerkiksi samalle nesteelle A ja muille liuenneille aineille C, D, E… Z niiden liuokset ovat tyydyttymättömiä, kunhan ne eivät saosta tai muodosta kuplia (jos ne ovat kaasumaisia liuenneita aineita).
-Meri voi tarjota kaksi esimerkkiä. Merivesi on massiivinen suolojen liukeneminen. Jos vähän tästä vedestä keitetään, tulee huomata, että se on tyydyttymätön ilman saostunutta suolaa. Koska vesi haihtuu, liuenneet ionit alkavat rypistyä yhteen jättäen suolakammion kiinni astiaan.
- Toinen esimerkki on hapen liukeneminen merien veteen. O 2 -molekyyli ylittää meren syvyydet riittävän pitkälle, jotta meri eläimistö voi hengittää; huolimatta siitä, että se liukenee huonosti. Tästä syystä on yleistä tarkkailla pintaan nousevia happikuplia; joista muutama molekyyli onnistuu liukenemaan.
Samanlainen tilanne tapahtuu hiilidioksidimolekyylin, CO 2: n kanssa. Toisin kuin O 2, CO 2 on hieman liukoinen, koska se reagoi veden kanssa muodostaen hiilihapon, H 2 CO 3.
Ero kyllästetyn liuoksen kanssa
Yhteenvetona edellä selitetystä, mitkä ovat erot tyydyttymättömän ja tyydyttyneen liuoksen välillä? Ensinnäkin visuaalinen näkökulma: tyydyttymätön ratkaisu koostuu vain yhdestä vaiheesta. Siksi kiinteitä (kiinteä faasi) tai kuplia (kaasufaasi) ei pitäisi olla läsnä.
Myös liukenevien pitoisuudet tyydyttymättömissä liuoksissa voivat vaihdella, kunnes muodostuu sakka tai kupla. Vaikka tyydyttyneissä, kaksifaasisissa liuoksissa (nestemäinen-kiinteä tai neste-kaasumainen), liuenneen liuenneen aineen pitoisuus on vakio.
Miksi? Koska saostuman muodostavat hiukkaset (molekyylit tai ionit) muodostavat tasapainon liuottimeen liuenneiden kanssa:
Hiukkaset (saostumasta <=> liuenneet hiukkaset
Kuplamolekyylit <=> liuenneet molekyylit
Tätä tyydyttymättömiä ratkaisuja ei harkita. Yritettäessä liuottaa enemmän liukenevaa ainetta tyydyttyneeseen liuokseen, tasapaino muuttuu vasemmalle; lisää saostumia tai kuplia.
Koska tätä tasapainoa (kylläisyyttä) ei ole vielä vahvistettu tyydyttymättömissä liuoksissa, neste voi "varastoida" enemmän kiinteää ainetta tai kaasua.
Liuennut happea on läsnä merenpohjassa levän ympärillä, mutta kun happea kuplia ilmestyy sen lehdistä, se tarkoittaa, että kaasu kyllästyy; muuten kuplia ei havaittaisi.
Viitteet
- Yleinen kemia. Opetusmateriaali. Lima: Perun paavalinen katolinen yliopisto. Palautettu osoitteesta: corinto.pucp.edu.pe
- Helmenstine, tohtori Anne Marie (22. kesäkuuta 2018). Tyydyttymättömän ratkaisun määritelmä. Palautettu osoitteesta: gondo.com
- TutorVista. (SF). Tyydyttymätön ratkaisu. Otettu: chemistry.tutorvista.com
- Kemia LibreTexts. (SF). Tyydyttymisen tyypit. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
- Nadine James. (2018). Tyydyttymättömät ratkaisut: Määritelmä ja esimerkit. Palautettu osoitteesta study.com