So bereiten Sie eine gesättigte Lösung vor

Die Lösungs- und Kristallisationsvorgänge lassen sich wie folgt darstellen:

Obwohl die Begriffe Kristallisation und Ausfällung verwendet werden, um die Trennung von festen gelösten Stoffen aus einer Lösung zu beschreiben, bezieht sich Kristallisation auf die Bildung eines Feststoffs mit einer wohldefinierten Kristallstruktur, während sich Ausfällung auf die Bildung eines beliebigen Feststoffs in Phase bezieht mit unterschiedlichen Partikeln ohne definierte Struktur.

Wie wird eine gesättigte Lösung hergestellt?

Mit gesättigter Lösung ist eine Lösung gemeint, die die maximale Menge an gelöstem Stoff enthält, die in dem angegebenen Lösungsmittel gelöst werden kann . Das heißt, in der Lösung gibt es einen Punkt, an dem kein gelöster Stoff mehr gelöst werden kann, und nach diesem Punkt erfolgt die Ausfällung des Feststoffs oder die Freisetzung des Gases, je nachdem, in welchem ​​​​Zustand die Auflösung stattfindet .

Eine gesättigte Lösung wird durch kontinuierliche Zugabe von gelöstem Stoff hergestellt, bis der Punkt erreicht ist, an dem der gelöste Stoff als ausgefällter Feststoff oder als Kristalle erscheint und eine gesättigte Lösung bildet.

Als vereinfachtes Bilden einer gesättigten Lösung kann die Zugabe von Zucker zu Wasser als Beispiel genommen werden, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden:

1. Zucker wird in ein Glas Wasser gegeben.
2. Mit ein paar Esslöffeln löst sich der Zucker zunächst mit etwas mechanischer Bewegung glatt im Wasser auf.
3. Je mehr Zucker hinzugefügt wird, desto mehr Kraft braucht es, um ihn aufzulösen, selbst bei kräftigem Rühren.
4. Es kommt eine Zeit, in der sich der Zucker nicht auflöst und im unteren Teil des Glases fest bleibt: Dann beginnt die Lösung gesättigt zu sein.

Grade der Sättigung

Es gibt drei Sättigungsgrade einer Lösung:

• Gesättigte Lösung: Eine gesättigte Lösung ist eine, in der die chemische Reaktion in Bezug auf eine bestimmte Substanz im Gleichgewicht ist, wie z. B. kohlensäurehaltiges Wasser.
• Ungesättigte Lösung: diejenige Lösung, die bezüglich eines gelösten Stoffes nicht im Gleichgewicht ist. Sie können mehr gelösten Stoff hinzufügen, der sich problemlos auflöst.
• Übersättigte oder übersättigte Lösung: Es ist eine Lösung, die mehr gelöste Substanz enthält als unter normalen Bedingungen, wie dies bei Flüssigkeiten und Feststoffen durch Wärmezufuhr der Fall ist.

Faktoren, die den Sättigungspunkt beeinflussen

Die maximale Menge an gelöstem Stoff, die in einem Lösungsmittel bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur gelöst werden kann, ist seine Löslichkeit . Die Löslichkeit kann ausgedrückt werden als:

• Die Masse des gelösten Stoffes pro Volumen Lösungsmittel (g/L).
• Die Masse des gelösten Stoffes pro Masse des Lösungsmittels (g/g).
• Die Mol gelöster Stoffe pro Volumen Lösungsmittel (mol/L).

Selbst wenn Substanzen hochlöslich sind, gibt es eine Grenze dafür, wie viel sich ein gelöster Stoff in einer bestimmten Menge Lösungsmittel lösen kann. Generell hängt die Löslichkeit eines Stoffes nicht nur von Energiefaktoren ab, sondern auch von der Temperatur, bei Gasen sogar vom Druck.

Zum Beispiel können Sie in 100 Gramm Wasser bei 20 ºC auflösen:

• 177 g NaI
• 91,2 g NaBr
• 35,9 g NaCl
• 4,1 g NaF

Bei 70 ºC nimmt die Löslichkeit jedoch zu, sodass in 100 g Wasser Folgendes gelöst werden kann:

• 295 g NaI
• 119g NaBr
• 37,5 g NaCl
• 4,8 g NaF

Wenn eine Lösung die maximal mögliche Menge an gelöstem Stoff enthält, wird sie als gesättigt bezeichnet. Wenn die Lösung weniger als die maximal mögliche Menge an gelöstem Stoff enthält, ist sie nicht gesättigt. Wenn eine Lösung gesättigt ist und ein Überschuss an gelöstem Stoff vorhanden ist, ist die Auflösungsgeschwindigkeit genau gleich der Kristallisations- oder Ausfällungsgeschwindigkeit.

Unter Verwendung des zuvor angegebenen Wertes für NaCl, d. h. 35,9 g NaCl in 100 ml bei 20 ºC, wird eine wässrige Lösung dieses Salzes gesättigt, indem mehr als diese 35,9 g zu 100 ml hinzugefügt werden, und wenn so lange geschüttelt wird möglich gelöst wird, erhalten wir eine homogene gesättigte Lösung, nachdem der ungelöste gelöste Stoff durch Filtration entfernt wurde.

Da die Löslichkeit der meisten Feststoffe mit zunehmender Temperatur zunimmt, enthält eine bei hohen Temperaturen hergestellte gesättigte Lösung mehr gelöste Stoffe als bei niedrigen Temperaturen. Wenn diese Lösung abkühlt, kann sie zu einer übersättigten Lösung werden. Genauso wie bei einer unterkühlten oder überhitzten Flüssigkeit, da eine übersättigte Lösung nicht stabil ist.

Folgendes kann gefolgert werden:

• Mit steigender Temperatur nimmt die Löslichkeit von Reaktionen mit festen und flüssigen Elementen zu; bei gasförmigen Lösungen würde das Gegenteil eintreten, dh die Löslichkeit würde mit steigender Temperatur abnehmen.
• Die Kristallisationsgeschwindigkeit für feste Niederschläge hängt von der Menge an gelöstem Stoff auf der Kristalloberfläche ab.
• Die Auflösung des gelösten Stoffes wird auch durch mechanische Bewegung begünstigt.
• Die gebildete Gleichgewichtsreaktion folgt dem Prinzip von Le Chatelier, das von Änderungen der Temperatur-, Druck- und Konzentrationsbedingungen abhängt, denen es ausgesetzt ist.

Gängige Beispiele für gesättigte Lösungen

1. Kohlensäurehaltige Getränke sind ein Beispiel für die am häufigsten verwendeten gesättigten Lösungen. In diesen Arten von Getränken ist Wasser ein Lösungsmittel und Kohlenstoff ist als gelöster Stoff enthalten, bis der Sättigungspunkt erreicht ist.
2. Viele der Rezepte, die in der Küche zubereitet werden, beinhalten das Auflösen von Salz, Zucker und anderen Haushaltszutaten in Wasser. Dieser Vorgang ist temperaturabhängig. Wenn die Temperatur des Wassers ansteigt, nimmt die Löslichkeit des gelösten Stoffes zu. Nach Erreichen des Sättigungspunktes bildet der gelöste Stoff eine sichtbare Schicht auf dem Lösungsmittel.
3. Auch der auf der Erdoberfläche vorhandene Boden kann als stickstoffgesättigtes Gemisch betrachtet werden. Sobald der Sättigungspunkt erreicht ist, wird der überschüssige Stickstoff als Gas an die Luft abgegeben.

Verweise

13.2: Gesättigte Lösungen und Löslichkeit – Chemie LibreTexts. (2022). Abgerufen am 10. April 2022 von https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Chemistry_-_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/13%3A_Properties_of_Solutions/13.02%3A_Saturated_Solutions_and_Solubility

Was ist eine gesättigte Lösung? (mit Beispielen). (2019). Abgerufen am 10. April 2022 von https://www.lifeder.com/solucion-saturated/

Was ist eine gesättigte Lösung – Vorbereitung, Typen und Beispiele. (2022). Abgerufen am 10. April 2022 von https://byjus.com/chemistry/saturated-solution/