DUNG DỊCH BÃO HÒA: ĐẶC ĐIỂM, CÁCH CHUẨN BỊ, VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2025

Các giải pháp quá bão hòa là một trong đó dung môi đã hòa tan chất tan hơn nó có thể hòa tan ở trạng thái cân bằng bão hòa. Tất cả đều có điểm chung là cân bằng bão hòa, với sự khác biệt là trong một số dung dịch, điều này đạt được ở nồng độ chất tan thấp hơn hoặc cao hơn.

Chất tan cũng có thể là chất rắn, chẳng hạn như đường, tinh bột, muối, v.v.; hoặc từ khí, chẳng hạn như CO ₂ trong đồ uống có ga. Áp dụng lý luận phân tử, các phân tử dung môi bao quanh các phân tử của chất tan và tìm cách mở không gian giữa chúng để chứa nhiều chất tan hơn.

Do đó, sẽ đến lúc ái lực của dung môi-chất tan không thể vượt qua sự thiếu không gian, thiết lập trạng thái cân bằng bão hòa giữa tinh thể và môi trường xung quanh nó (dung dịch). Tại thời điểm này, không quan trọng các tinh thể được mài hoặc lắc bao nhiêu: dung môi không còn có thể hòa tan bất kỳ chất tan nào nữa.

Làm thế nào để "ép" dung môi hòa tan thêm chất tan? Thông qua sự gia tăng nhiệt độ (hoặc áp suất, trong trường hợp chất khí). Bằng cách này, dao động phân tử tăng lên và tinh thể bắt đầu nhường nhiều phân tử hơn cho nó để hòa tan, cho đến khi nó hòa tan hoàn toàn; đây là khi dung dịch được cho là quá bão hòa.

Hình trên cho thấy dung dịch natri axetat siêu bão hòa, các tinh thể của chúng là sản phẩm của sự phục hồi cân bằng bão hòa.

Các khía cạnh lý thuyết

Bão hòa

Các dung dịch có thể được tạo thành từ thành phần bao gồm các trạng thái của vật chất (rắn, lỏng hoặc khí); tuy nhiên, chúng luôn có một pha duy nhất.

Khi dung môi không thể hòa tan hoàn toàn chất tan, kết quả là một pha khác được quan sát. Thực tế này phản ánh sự cân bằng của độ bão hòa; Nhưng sự cân bằng này là gì?

Các ion hoặc phân tử tương tác để tạo thành tinh thể, xảy ra nhiều khả năng xảy ra do dung môi không thể giữ chúng xa nhau lâu hơn.

Trên bề mặt của kính, các thành phần của nó va chạm để dính vào nó, hoặc chúng cũng có thể bao quanh mình bằng các phân tử dung môi; một số đi ra, một số dính. Phần trên có thể được biểu diễn bằng phương trình sau:

Chất rắn <=> chất rắn hòa tan

Trong các dung dịch loãng, "cân bằng" nằm rất xa bên phải, vì có rất nhiều khoảng trống có sẵn giữa các phân tử dung môi. Mặt khác, trong dung dịch đậm đặc dung môi vẫn có thể hòa tan chất tan, chất rắn cho vào sau khi khuấy sẽ tan.

Khi đạt đến trạng thái cân bằng, các phần tử của chất rắn được thêm vào ngay khi chúng tan trong dung môi và các phần tử khác, trong dung dịch, phải "đi ra" để mở không gian và cho phép chúng kết hợp vào pha lỏng. Như vậy, chất tan đi lùi từ pha rắn sang pha lỏng với tốc độ như nhau; khi điều này xảy ra, dung dịch được cho là bão hòa.

Quá bão hòa

Để buộc cân bằng hòa tan chất rắn hơn, pha lỏng phải mở không gian phân tử, và đối với điều này, cần phải kích thích nó một cách mạnh mẽ. Điều này làm cho dung môi tiếp nhận nhiều chất tan hơn bình thường trong điều kiện nhiệt độ và áp suất xung quanh.

Một khi sự đóng góp của năng lượng cho pha lỏng không còn, dung dịch siêu bão hòa vẫn có thể di chuyển. Do đó, trong trường hợp có bất kỳ sự xáo trộn nào, nó có thể phá vỡ trạng thái cân bằng và gây ra sự kết tinh của chất tan dư thừa cho đến khi nó đạt đến trạng thái cân bằng bão hòa một lần nữa.

Ví dụ, cho một chất tan rất dễ hòa tan trong nước, một lượng nhất định nó được thêm vào cho đến khi chất rắn không thể hòa tan. Sau đó đun nóng với nước, cho đến khi đảm bảo sự hòa tan của chất rắn còn lại. Dung dịch quá bão hòa được lấy ra và để nguội.

Nếu làm lạnh quá đột ngột, sự kết tinh sẽ xảy ra ngay lập tức; ví dụ, thêm một ít nước đá vào dung dịch siêu bão hòa.

Hiệu ứng tương tự cũng có thể được quan sát thấy nếu một tinh thể của hợp chất hòa tan được ném vào nước. Điều này đóng vai trò hỗ trợ tạo mầm cho các hạt hòa tan. Tinh thể phát triển tích tụ các phần tử của môi trường cho đến khi pha lỏng được ổn định; nghĩa là, cho đến khi dung dịch bão hòa.

nét đặc trưng

Trong các dung dịch quá bão hòa, giới hạn trong đó lượng chất tan không còn bị dung môi hòa tan đã bị vượt quá; do đó, loại dung dịch này có dư chất tan và có các đặc điểm sau:

-Chúng có thể tồn tại cùng với các thành phần của chúng ở dạng đơn pha, như trong dung dịch nước hoặc khí, hoặc tồn tại dưới dạng hỗn hợp khí trong môi trường lỏng.

- Khi đạt đến mức độ bão hòa, chất tan không được hòa tan sẽ kết tinh hoặc kết tủa (tạo thành chất rắn vô tổ chức, không tinh khiết và không có cấu trúc) dễ dàng trong dung dịch.

-Đó là một giải pháp không ổn định. Khi dư chất tan không tan tạo kết tủa, có nhiệt lượng toả ra tỉ lệ với lượng kết tủa. Nhiệt này được tạo ra bởi sự va chạm cục bộ hoặc tại chỗ của các phân tử kết tinh. Bởi vì nó ổn định, nó nhất thiết phải giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt (trong những trường hợp này).

-Một số tính chất vật lý như độ tan, khối lượng riêng, độ nhớt và chiết suất phụ thuộc vào nhiệt độ, thể tích và áp suất mà dung dịch phải chịu. Vì lý do này, nó có các đặc tính khác với các dung dịch bão hòa tương ứng.

Bạn chuẩn bị như thế nào?

Có những thay đổi trong việc chuẩn bị dung dịch, chẳng hạn như loại và nồng độ của chất tan, thể tích dung môi, nhiệt độ hoặc áp suất. Bằng cách sửa đổi bất kỳ điều nào trong số này, dung dịch siêu bão hòa có thể được chuẩn bị từ dung dịch bão hòa.

Khi dung dịch đạt đến trạng thái bão hòa và một trong các biến này được sửa đổi, thì có thể thu được dung dịch siêu bão hòa. Nói chung, biến số được ưu tiên là nhiệt độ, mặc dù nó cũng có thể là áp suất.

Nếu một dung dịch quá bão hòa bị bay hơi chậm, các phần tử của chất rắn gặp nhau và có thể tạo thành một dung dịch nhớt, hoặc toàn bộ tinh thể.

Ví dụ và ứng dụng

-Có nhiều loại muối mà các dung dịch siêu bão hòa có thể thu được. Chúng đã được sử dụng trong công nghiệp và thương mại trong một thời gian dài và là đối tượng của các nghiên cứu sâu rộng. Các ứng dụng bao gồm dung dịch natri sulfat và dung dịch kali dicromat trong nước.

-Các dung dịch bão hòa được tạo thành bởi các dung dịch có đường, chẳng hạn như mật ong, là những ví dụ khác. Từ những viên kẹo hoặc xi-rô này được chế biến, có tầm quan trọng sống còn trong ngành công nghiệp thực phẩm. Cần lưu ý rằng chúng cũng được áp dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm trong việc điều chế một số loại thuốc.

Người giới thiệu

1. Người bạn đồng hành Hóa học cho Giáo viên Khoa học Trung học cơ sở. Dung dịch và nồng độ. . Được truy cập ngày 7 tháng 6 năm 2018, từ: ice.chem.wisc.edu
2. K. Taimni. (Năm 1927). Độ nhớt của dung dịch bão hòa. TÔI. Tạp chí Hóa lý 32 (4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
3. Szewczyk, W. Sokolowski và K. Sangwal. (Năm 1985). Một số tính chất vật lý của dung dịch kali bichromat trong nước bão hòa, bão hòa và chưa bão hòa. Tạp chí Dữ liệu Hóa học & Kỹ thuật 30 (3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
4. Wikipedia. (2018). Quá bão hòa. Truy cập ngày 08 tháng 6 năm 2018, từ: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
5. Roberts, Anna. (Ngày 24 tháng 4 năm 2017). Cách tạo dung dịch bão hòa. Đấu kiếm. Được truy cập vào ngày 8 tháng 6 năm 2018, từ: sciining.com
6. TutorVista. (2018). Dung dịch quá bão hòa. Được truy cập vào ngày 8 tháng 6 năm 2018, từ: chemistry.tutorvista.com
7. Neda Glisovic. (Ngày 25 tháng 5 năm 2015). Kristalizacija. . Truy cập ngày 8 tháng 6 năm 2018, từ: commons.wikimedia.org