Co to jest rozcieńczone rozwiązanie? Czynniki i przykłady

Jeden rozcieńczony roztwór lub nienasyconejest roztworem chemicznym, który nie osiągnął maksymalnego stężenia substancji rozpuszczonej rozpuszczonej w rozpuszczalniku. Dodatkowa substancja rozpuszczona rozpuści się po dodaniu do rozcieńczonego roztworu i nie pojawi się w fazie wodnej (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Z fizykochemicznego punktu widzenia nienasycony roztwór jest uważany za stan równowagi dynamicznej, w którym prędkości rozpuszczania substancji rozpuszczonej przez rozpuszczalnik są większe niż szybkość rekrystalizacji (J., 2014).

Przykład rozcieńczonego roztworu przedstawiono na rysunku 1. Na rysunku 1.1, 1.2 i 1.3 znajduje się stała objętość wody w zlewce.

Na rysunku 1.1 rozpoczyna się proces, w którym substancja rozpuszczona zaczyna się rozpuszczać, reprezentowana przez czerwone strzałki. W tym przypadku widzisz dwie fazy, jedną ciecz i jedną stałą.

Na Figurze 1.2 duża część ciała stałego uległa rozpuszczeniu, ale nie całkowicie z powodu procesu rekrystalizacji, reprezentowanego przez niebieskie strzałki.

W tym przypadku czerwone strzałki są większe niż niebieskie strzałki, co oznacza, że ​​szybkość rozcieńczania jest większa niż rekrystalizacji. W tym momencie masz nienasycone rozwiązanie (tipes of saturation, 2014).

Można więc powiedzieć, że rozcieńczony roztwór może rozpuszczać w nim więcej substancji rozpuszczonej, aż osiągnie punkt nasycenia. W punkcie nasycenia, bez dalszej substancji rozpuszczonej rozpuszcza się w rozpuszczalniku i taki roztwór nazywa się roztworem nasyconym.

W ten sposób roztwory są z natury nienasycone i ostatecznie stają się roztworami nasyconymi przez dodanie w nich substancji rozpuszczonej.

Co to jest rozcieńczony roztwór?

Rozcieńczony roztwór to taki nienasycony, nasycony lub przesycony roztwór, do którego dodaje się więcej rozpuszczalnika. Rezultatem jest nienasycone rozwiązanie o niższym stężeniu.

Rozcieńczenia są powszechnym procesem w laboratorium chemicznym. Ogólnie rzecz biorąc, pracujemy z rozcieńczonymi roztworami, które są wykonane z roztworów macierzystych, które są zakupione bezpośrednio od konkretnego sprzedawcy..

Do sporządzania rozcieńczeń stosuje się wzór C₁V₁= C₂V₂ gdzie C jest stężeniem roztworu, ogólnie pod względem molarności lub normalności. V oznacza objętość roztworu w ml, a terminy 1 i 2 odpowiadają odpowiednio roztworom stężonym i rozcieńczonym.

Czynniki wpływające na rozpuszczalność

Ilość substancji rozpuszczonej, którą można rozpuścić w rozpuszczalniku, zależy od różnych czynników, z których najważniejsze to:

1- Temperatura.

Rozpuszczalność wzrasta wraz z temperaturą. Na przykład można rozpuścić więcej soli w gorącej wodzie niż w zimnej wodzie.

Mogą jednak występować wyjątki, na przykład rozpuszczalność gazów w wodzie zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.

W tym przypadku rozpuszczone cząsteczki otrzymują energię kinetyczną po podgrzaniu, co ułatwia ich ucieczkę.

2- Ciśnienie.

Wzrost ciśnienia może wymusić rozpuszczenie substancji rozpuszczonej. Jest to powszechnie stosowane do rozpuszczania gazów w cieczach.

3- Skład chemiczny.

Charakter substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika oraz obecność innych związków chemicznych w roztworze wpływają na rozpuszczalność.

Na przykład można rozpuścić większą ilość cukru w ​​wodzie niż sól w wodzie. W tym przypadku mówi się, że cukier jest bardziej rozpuszczalny.

Etanol i woda są całkowicie rozpuszczalne ze sobą. W tym konkretnym przypadku rozpuszczalnikiem będzie związek, który jest w większej ilości.

4- Czynniki mechaniczne.

W przeciwieństwie do szybkości rozpuszczania, która zależy głównie od temperatury, szybkość rekrystalizacji zależy od stężenia substancji rozpuszczonej na powierzchni sieci krystalicznej, co jest korzystne, gdy roztwór jest nieruchomy.

Dlatego mieszanie roztworu pozwala uniknąć tej akumulacji, maksymalizując rozpuszczanie (Tipes of Saturation, 2014).

Krzywe nasycenia i rozpuszczalności

Krzywe rozpuszczalności są graficzną bazą danych, w której porównuje się ilość substancji rozpuszczonej, która rozpuszcza się w pewnej ilości rozpuszczalnika, w pewnej temperaturze.

Krzywe rozpuszczalności są zwykle wykreślane dla ilości substancji rozpuszczonej, stałej lub gazowej, w 100 gramach wody (Brian, 2014). Rysunek 2 ilustruje krzywe nasycenia dla kilku substancji rozpuszczonych w wodzie.

Krzywa wskazuje punkt nasycenia w określonej temperaturze. Obszar pod krzywą wskazuje, że masz rozwiązanie nienasycone, dlatego możesz dodać więcej substancji rozpuszczonej. W obszarze powyżej krzywej znajduje się roztwór przesycony (krzywe rozpuszczalności, s.f.).

Biorąc za przykład chlorek sodu (NaCl), w temperaturze 25 stopni Celsjusza, około 35 gramów NaCl można rozpuścić w 100 gramach wody, aby uzyskać nasycony roztwór (Uniwersytet Cambrige, s.f.).

Przykłady rozcieńczonych roztworów

Nienasycone rozwiązania można znaleźć na co dzień, nie trzeba być w laboratorium chemicznym.

Rozpuszczalnik niekoniecznie musi być wodą. Poniżej znajdują się codzienne przykłady rozcieńczonych roztworów:

• Dodaj łyżkę cukru do filiżanki gorącej kawy, tworząc roztwór nienasyconego cukru.
• Ocet jest rozcieńczonym roztworem kwasu octowego w wodzie.
• Mgła jest nienasyconym (ale blisko nasyconym) roztworem pary wodnej w powietrzu.
• 0,01 M HCl jest nienasyconym roztworem kwasu chlorowodorowego w wodzie.
• Alkoholowy środek dezynfekujący to rozcieńczony roztwór alkoholu izopropylowego w wodzie.
• Zupa jest nienasyconym roztworem wody i chlorku sodu.
• Napoje alkoholowe są rozcieńczonymi roztworami etanolu i wody. Zwykle pokazuje procent alkoholu, który mają.

Referencje

1. Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 7 lipca). Definicja nasyconych roztworów i przykłady. Odzyskany z about.com.
2. Uniwersytet Cambrige. (s.f.). Krzywe rozpuszczalności. Pobrane z dynamicscience.com.au.
3. Przykłady nasyconego roztworu. (s.f.). Pobrane z examples.yourdcitionary.com. 
4. J., S. (2014, 4 czerwca). Rozwiązania nasycone i przesycone. Źródło: socratic.org.
5. James, N. (s.f.). Nasycone rozwiązanie: definicja i przykłady. Źródło z study.com.
6. M., B. (2014, 14 października). Rozwiązania nasycone i przesycone. Źródło: socratic.org.
7. Krzywe rozpuszczalności. (s.f.). Pobrane z kentchemistry.com.
8. Porady nasycenia. (2014, 26 czerwca). Źródło: chem.libretexts.org.