- Dung dịch chưa bão hòa là gì?
- Ảnh hưởng của nhiệt độ
- Chất rắn không hòa tan
- Ví dụ
- Sự khác biệt với dung dịch bão hòa
- Người giới thiệu
Một giải pháp không bão hòa là một trong đó trung dung môi là vẫn có khả năng hòa tan chất tan hơn. Môi trường này nói chung là chất lỏng, mặc dù nó cũng có thể ở thể khí. Về chất tan, nó là một tập hợp các hạt ở trạng thái rắn hoặc khí.
Và những gì về chất tan lỏng? Trong trường hợp này, dung dịch là đồng nhất miễn là cả hai chất lỏng đều có thể trộn lẫn. Một ví dụ về điều này là thêm rượu etylic vào nước; Hai chất lỏng có phân tử là CH 3 CH 2 OH và H 2 O có thể trộn lẫn vì chúng tạo thành liên kết hydro (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
Nguồn: Pixabay
Tuy nhiên, nếu trộn lẫn diclometan (CH 2 Cl 2 ) và nước, chúng sẽ tạo thành dung dịch có hai pha: một pha nước và một pha hữu cơ. Tại sao? Bởi vì các phân tử của CH 2 Cl 2 và H 2 O tương tác rất yếu, do đó một chất này trượt qua chất kia, dẫn đến hai chất lỏng không thể trộn lẫn.
Một giọt nhỏ CH 2 Cl 2 (chất tan) là đủ để bão hòa nước (dung môi). Ngược lại, nếu chúng có thể tạo thành dung dịch không bão hòa thì sẽ thấy một dung dịch hoàn toàn đồng nhất. Vì lý do này, chỉ các chất hòa tan rắn và khí mới có thể tạo ra các dung dịch không bão hòa.
Dung dịch chưa bão hòa là gì?
Trong dung dịch chưa bão hòa, các phân tử dung môi tương tác với nhau hiệu quả đến mức các phân tử chất tan không thể tạo thành pha khác.
Điều đó có nghĩa là gì? Tương tác giữa dung môi và chất tan vượt quá, với điều kiện áp suất và nhiệt độ, tương tác giữa chất tan và chất tan.
Một khi tương tác giữa chất tan và chất tan tăng lên, chúng sẽ “sắp xếp” sự hình thành của pha thứ hai. Ví dụ, nếu môi trường hòa tan là chất lỏng, và chất tan là chất rắn, thì chất sau sẽ hòa tan trong chất trước để tạo thành dung dịch đồng nhất, cho đến khi xuất hiện pha rắn, không gì khác hơn là chất tan kết tủa.
Kết tủa này là do thực tế là các phân tử chất tan quản lý để nhóm lại với nhau do bản chất hóa học của chúng, nội tại của cấu trúc hoặc liên kết của chúng. Khi điều này xảy ra, dung dịch được cho là bão hòa với chất tan.
Do đó, một dung dịch không bão hòa của chất tan rắn bao gồm một pha lỏng không có kết tủa. Trong khi nếu chất tan ở thể khí, thì dung dịch chưa bão hòa phải không có bọt khí (không có gì khác hơn là các cụm phân tử ở thể khí).
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ không bão hòa của dung dịch đối với chất tan. Điều này có thể chủ yếu do hai nguyên nhân: sự suy yếu của tương tác giữa chất tan và chất tan do tác dụng của nhiệt và sự gia tăng dao động phân tử giúp phân tán các phân tử chất tan.
Nếu một môi trường dung môi được coi là một không gian đặc mà trong đó có các lỗ trống chứa các phân tử chất tan, khi nhiệt độ tăng, các phân tử sẽ dao động, làm tăng kích thước của các lỗ này; theo cách mà chất tan có thể phá vỡ theo các hướng khác.
Chất rắn không hòa tan
Tuy nhiên, một số chất tan có tương tác mạnh đến mức các phân tử dung môi khó có thể tách chúng ra. Trong trường hợp này, nồng độ tối thiểu của chất tan hòa tan nói trên là đủ để nó kết tủa, và sau đó nó là chất rắn không hòa tan.
Chất rắn không hòa tan, bằng cách tạo thành pha rắn thứ hai khác với pha lỏng, tạo ra một số dung dịch không bão hòa. Ví dụ, nếu 1L chất lỏng A chỉ có thể hòa tan 1g B mà không tạo kết tủa, sau đó trộn 1L A với 0,5g B sẽ tạo ra một dung dịch không bão hòa.
Tương tự, một loạt các nồng độ từ 0 đến 1g B cũng tạo thành các dung dịch không bão hòa. Nhưng khi đi từ 1g thì B sẽ kết tủa. Khi điều này xảy ra, dung dịch chuyển từ trạng thái không bão hòa sang trạng thái bão hòa B.
Nếu tăng nhiệt độ thì sao? Nếu cho dung dịch bão hòa 1,5g chất B vào đun nóng thì kết tủa tan ra. Tuy nhiên nếu đun nóng B có nhiều kết tủa thì không thể hòa tan được. Nếu vậy, sự tăng nhiệt độ sẽ chỉ đơn giản là làm bay hơi dung môi hoặc chất lỏng A.
Ví dụ
Nguồn: Pixabay
Ví dụ về các dung dịch không bão hòa là rất nhiều, vì chúng phụ thuộc vào dung môi và chất tan. Ví dụ, đối với cùng một chất lỏng A, và các chất tan khác C, D, E … Z, dung dịch của chúng sẽ không bão hòa miễn là chúng không tạo kết tủa hoặc tạo bọt (nếu chúng là chất tan ở thể khí).
- Biển có thể cung cấp hai ví dụ. Nước biển là sự hòa tan lớn của muối. Nếu một ít nước này được đun sôi, nó sẽ được lưu ý rằng nó không bão hòa trong trường hợp không có muối kết tủa. Tuy nhiên, khi nước bay hơi, các ion hòa tan bắt đầu kết tụ lại với nhau, khiến muối tiêu bị dính vào chậu.
- Một ví dụ khác là sự hòa tan oxy trong nước của biển. Phân tử O 2 vượt qua độ sâu của biển đủ xa để động vật biển có thể thở; mặc dù thực tế là nó hòa tan kém. Vì lý do này, người ta thường quan sát thấy các bong bóng oxy nổi lên trên bề mặt; trong đó, một số phân tử có thể hòa tan.
Tình huống tương tự cũng xảy ra với phân tử carbon dioxide, CO 2 . Không giống như O 2 , CO 2 dễ hòa tan hơn một chút vì nó phản ứng với nước tạo thành axit cacbonic, H 2 CO 3 .
Sự khác biệt với dung dịch bão hòa
Tóm tắt những điều vừa được giải thích ở trên, hãy cho biết sự khác nhau giữa dung dịch chưa bão hòa và dung dịch bão hòa là gì? Thứ nhất, khía cạnh trực quan: một dung dịch không bão hòa chỉ bao gồm một pha. Do đó, không được có sự hiện diện của chất rắn (pha rắn) hoặc bọt (pha khí).
Ngoài ra, nồng độ chất tan trong dung dịch không bão hòa có thể thay đổi cho đến khi hình thành kết tủa hoặc bong bóng. Trong khi trong dung dịch bão hòa, hai pha (lỏng-rắn hoặc lỏng-khí), nồng độ chất tan hòa tan là không đổi.
Tại sao? Vì các phần tử (phân tử hoặc ion) tạo nên kết tủa thiết lập trạng thái cân bằng với các phần tử nằm hòa tan trong dung môi:
Hạt (từ kết tủa <=> hạt hòa tan
Phân tử bong bóng <=> Phân tử hòa tan
Kịch bản này không được dự tính trong các giải pháp không bão hòa. Khi cố gắng hòa tan nhiều chất tan hơn trong dung dịch bão hòa, cân bằng dịch chuyển sang trái; dẫn đến sự hình thành nhiều kết tủa hoặc bong bóng.
Vì trong dung dịch chưa bão hòa trạng thái cân bằng (bão hòa) này chưa được thiết lập nên chất lỏng có thể “tích trữ” nhiều chất rắn hoặc khí hơn.
Ôxy hòa tan tồn tại xung quanh một loài tảo dưới đáy biển, nhưng khi các bong bóng ôxy nổi lên từ lá của nó, điều đó có nghĩa là hiện tượng bão hòa khí xảy ra; nếu không sẽ không có bong bóng nào được quan sát thấy.
Người giới thiệu
- Hóa học nói chung. Tài liệu giảng dạy. Lima: Giáo hoàng Đại học Công giáo Peru. Đã khôi phục từ: corinto.pucp.edu.pe
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 22 tháng 6 năm 2018). Định nghĩa Dung dịch không bão hòa. Phục hồi từ: thinkco.com
- TutorVista. (sf). Dung dịch không bão hòa. Lấy từ: chemistry.tutorvista.com
- Hóa học LibreTexts. (sf). Các loại bão hòa. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
- Nadine James. (2018). Giải pháp không bão hòa: Định nghĩa & Ví dụ. Phục hồi từ: study.com