रसायन विज्ञान में संतृप्त विलयनों के बारे में आपको जो कुछ भी जानने की आवश्यकता है

एक संतृप्त समाधान वह है जो अधिक विलेय के विघटन को स्वीकार नहीं करता है। दूसरे शब्दों में, यह एक ऐसा समाधान है जिसमें विलेय की अधिकतम सांद्रता जो उस विशेष विलायक में और एक विशेष दबाव और तापमान पर पहले ही भंग की जा सकती है। ये ऐसे समाधान हैं जिनमें विलायक में घुले हुए विलेय और कंटेनर के तल पर ठोस अवस्था में विलेय के बीच घुलनशीलता संतुलन स्थापित किया गया है, तरल अवस्था में या तो विलायक के ऊपर या नीचे (घनत्व के आधार पर) या में एक गैसीय अवस्था।

घुलनशीलता संतुलन

जैसा कि अभी बताया गया है, घुलनशीलता संतुलन तक पहुंचने पर एक समाधान संतृप्त होता है। सरलतम मामले में, इस संतुलन को निम्नलिखित रासायनिक समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

जहाँ S एक आणविक विलेय (जो अलग नहीं होता है) का प्रतिनिधित्व करता है और सबस्क्रिप्ट इंगित करता है कि क्या यह शुद्ध और ठोस अवस्था में है, या यदि यह घुल गया है (ac का मतलब जलीय घोल में है, हालाँकि यह किसी अन्य विलायक में हो सकता है)।

जब आपके पास आणविक सॉल्वैंट्स हों जैसा कि इस मामले में, एक संतृप्त समाधान प्राप्त करने के लिए और संतुलन स्थापित किया जा सकता है, तो यह आवश्यक है कि समाधान में विलेय की एकाग्रता संतुलन स्थिरांक, Ks के बराबर हो, और यह कि अभी भी कुछ विलेय शेष है अघुलित ठोस अवस्था में।

आयनिक विलेय जैसे लवण के मामले में, सामान्य प्रतिक्रिया इस तरह दिखती है:

जहाँ K _ps विलेयता गुणनफल स्थिरांक है, [M ^m+ ] _eq संतृप्त विलयन में धनायन M ^{m+ की मोलर सांद्रता दर्शाता है और [A n-} ] _eq संतृप्त विलयन में A ^{n- की मोलर सांद्रता दर्शाता है।}

इस मामले में, संतृप्त विलयन को परिभाषित करने वाली स्थिति यह है कि विलयन में आयनों की सांद्रता का गुणनफल (M m+ ^और A ^n- ) उनके संबंधित स्टोइकोमेट्रिक गुणांक (nym) तक बढ़ जाता है, जो कि के गुणनफल के स्थिरांक के बराबर होना चाहिए। घुलनशीलता। यदि परिणाम K _ps से अधिक है , तो समाधान अतिसंतृप्त है, और यदि यह कम है, तो यह असंतृप्त है।

संतृप्त विलयन का संतुलन गतिशील होता है।

जब एक संतृप्त समाधान प्राप्त किया जाता है, तो ऐसा प्रतीत होता है कि विलेय अब विलायक में नहीं घुल रहा है और विघटन प्रक्रिया बंद हो गई है। हालाँकि, ऐसा बिल्कुल नहीं है। वास्तव में, अधिकांश रासायनिक संतुलनों की तरह, घुलनशीलता संतुलन एक स्थिर संतुलन नहीं है, बल्कि एक गतिशील है, जिसमें आगे की प्रतिक्रिया (अधिक विलेय का विघटन) और विपरीत प्रतिक्रिया (समाधान से विलेय की वर्षा) होती है। दर। इस कारण से, ठोस विलेय की शुद्ध मात्रा में या विलयन में विलेय की सांद्रता में कोई परिवर्तन नहीं देखा गया है।

संतृप्त घोल प्राप्त करने के तरीके

संतृप्त समाधान प्राप्त करने के तीन मूल तरीके हैं:

1. घोल को तब तक मिलाएं जब तक कि कोई और घुल न जाए , चाहे घोल को कितनी भी जोर से क्यों न हिलाया जाए। यह सबसे आसान तरीका है, हालांकि यह कभी-कभी बहुत थकाऊ हो सकता है क्योंकि ऐसे विलेय होते हैं जो बहुत धीरे-धीरे घुलते हैं।
2. दूसरा तरीका असंतृप्त घोल से शुरू करना और विलायक को वाष्पित करना शुरू करना है । जैसे-जैसे विलयन का कुल आयतन विलेय की हानि के बिना घटता जाता है, विलेय की सान्द्रता तब तक बढ़ती जाएगी जब तक कि अधिकतम सान्द्रता (या विलेयता) प्राप्त नहीं हो जाती। उस समय विलेय अवक्षेपित होना शुरू हो जाएगा और तभी से आपके पास संतृप्त विलयन होगा।
3. दूसरा तरीका यह है कि गर्म करने के माध्यम से विलायक की तुलना में अधिक विलेय को भंग किया जा सकता है । इस विलयन को ठंडा करने से एक अतिसंतृप्त विलयन प्राप्त होगा। इस कारण से, किसी भी गड़बड़ी, कंपन से लेकर समाधान की सतह पर एक छोटे क्रिस्टल को बोने तक, अतिरिक्त विलेय की वर्षा को तुरंत ट्रिगर करेगा। संतृप्ति स्तर तक पहुँचते ही यह वर्षा बंद हो जाएगी।

असंतृप्त समाधानों से संतृप्त समाधान प्राप्त करने का चौथा तरीका है जिसमें विलेय की विलेयता को कम करने के लिए माध्यम या विलायक को उत्तरोत्तर संशोधित करना शामिल है। यह एक कार्बनिक विलायक जोड़कर, पीएच को बदलकर और अन्य तरीकों से भी पूरा किया जा सकता है।

घुलनशीलता संतुलन और संतृप्त समाधानों को प्रभावित करने वाले कारक

विलेय और विलायक की प्रकृति

प्रत्येक रासायनिक यौगिक में प्रत्येक भिन्न प्रकार के विलायक में इसकी विलेयता होती है। उदाहरण के लिए, चीनी पानी में नमक की तुलना में बहुत अधिक घुलनशील है, इसलिए चीनी की तुलना में नमक के घोल को संतृप्त करना हमेशा आसान होगा। ऐसे मामले भी हैं जिनमें संतृप्त समाधान प्राप्त करना असंभव है। ऐसा विलेय का मामला है जो विलायक के साथ मिश्रणीय है, जैसे एथिल अल्कोहल और पानी के समाधान, जिन्हें किसी भी अनुपात में मिश्रित किया जा सकता है।

तापमान

जैसा कि अभी देखा गया है, तापमान संतृप्त विलयनों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि तापमान में वृद्धि विलेय विलेयता को बढ़ा सकती है, सभी ठोस विलेय को भंग कर सकती है और संतृप्त विलयन को असंतृप्त में बदल सकती है।

दूसरी ओर, गैसों की घुलनशीलता पर तापमान का प्रभाव इसके ठीक विपरीत होता है। उच्च तापमान इसकी घुलनशीलता बढ़ाने के बजाय इसे कम कर देता है। इसका सबूत शीतल पेय का मामला है। बढ़ते तापमान के साथ ये अपनी अधिकांश गैसें खो देते हैं।

पीएच

उन मामलों में जिनमें विलेय में अम्ल-क्षार गुण होते हैं, पीएच इसकी घुलनशीलता निर्धारित करने में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। सामान्य तौर पर, कोई भी प्रतिक्रिया जो विलेय को आगे आयनित करने में मदद करती है, इसकी घुलनशीलता को बढ़ाएगी, जो एक संतृप्त समाधान को असंतृप्त में बदल सकती है।

उदाहरण के लिए, यदि विलेय एक कमजोर अम्ल है जैसे कि बेंजोइक एसिड और आपके पास एक संतृप्त घोल है, तो सोडियम हाइड्रॉक्साइड को जोड़ना जो उक्त एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है और इसे आयनित करता है, घोल में अधिक विलेय को भंग करने में मदद करेगा।

दबाव

दबाव गैसीय विलेय को सबसे अधिक प्रभावित करता है। किसी विलयन के ऊपर गैसों के दबाव में अत्यधिक वृद्धि करने से गैस विलायक में अधिक मात्रा में घुलने के लिए बाध्य हो सकती है। यह ठोस विलेय के लिए तापमान बढ़ाने के बराबर होगा। गैसों के मामले में, जब तक समाधान और गैस एक सीलबंद कंटेनर में सीमित हैं, चाहे कितना दबाव हो, पर्याप्त समय दिए जाने पर समाधान हमेशा गैस संतृप्त हो जाएगा।

सामान्य आयन प्रभाव

आम आयन पीएच के समान प्रभाव का प्रतिनिधित्व करता है। जब किसी विलयन में आयनिक विलेय को घोलने की इच्छा होती है, तो यह अलग हो जाएगा और अपने संबंधित आयनों की एक निश्चित सांद्रता उत्पन्न करेगा। यदि हम उसी आयनिक विलेय को एक ऐसे घोल में घोलने की कोशिश करते हैं जिसमें पहले से ही इसके कुछ आयन होते हैं, तो इसे शुद्ध विलायक में घोलने की तुलना में इसे घोलना अधिक कठिन होगा। इसे आम आयन प्रभाव कहा जाता है और यह समाधान को संतृप्त करना आसान बनाता है।

संतृप्त समाधानों के उदाहरण

सील फ़िज़ी पेय

सभी शीतल पेय, सोडा और कार्बोनेटेड बियर पानी में कार्बन डाइऑक्साइड के संतृप्त घोल हैं जब तक कि बोतल या कैन पूरी तरह से सील है।

जिस क्षण बोतल का कॉर्क खोला जाता है, संतुलन खो जाता है और विलयन अचानक अतिसंतृप्त विलयन बन जाता है, इसलिए गैसें बुलबुले बनने लगती हैं और बच निकलती हैं।

मृत सागर के किनारों पर पानी

मृत सागर पृथ्वी पर सबसे नमकीन झीलों में से एक है, और किनारे पर आप झील के पानी से आने वाले नमक के क्रिस्टलीकरण को देख सकते हैं। इसका मतलब यह है कि कुछ हिस्सों में पानी छोटे-छोटे पोखरों में फंस गया है, जो वाष्पित होने पर नमक से संतृप्त हो जाते हैं और अवक्षेपित होने लगते हैं।

कुछ प्रकार के शहद

कुछ प्रकार के शहद होते हैं जो दूसरों की तुलना में अधिक केंद्रित होते हैं, और कुछ मामलों में, वे इतने केंद्रित होते हैं कि उनमें मौजूद शर्करा बोतल में क्रिस्टलीकृत होने लगती है।

इससे पता चलता है कि समाधान मूल रूप से अतिसंतृप्त था, और क्रिस्टलीकरण के बाद, यह एक संतृप्त समाधान बन गया।

संदर्भ

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