Tabla de Contenidos
용액 및 결정화 과정은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
결정화 및 침전 이라는 용어는 용액에서 고체 용질의 분리를 설명하는 데 사용되지만 결정화는 잘 정의된 결정 구조를 가진 고체의 형성을 의미하는 반면 침전은 위상이 같은 고체의 형성을 의미 합니다. 정의된 구조 없이 다른 입자로.
포화 용액은 어떻게 준비됩니까?
포화 용액이란 표시된 용매에 용해될 수 있는 용질의 최대량을 포함하는 용액을 의미합니다 . 즉, 용액에는 더 이상 용질이 용해될 수 없는 지점이 있으며, 이 지점 이후에는 용해가 일어나는 상태에 따라 고체의 침전이 발생하거나 가스가 방출됩니다. .
포화 용액은 용질이 침전된 고체 또는 결정으로 나타나 포화 용액을 형성하는 지점에 도달할 때까지 용질을 계속 추가하여 준비됩니다.
보다 단순화된 포화 용액의 형성으로서, 물에 설탕을 첨가하는 것을 예로 들 수 있으며, 여기서 다음 단계가 수행됩니다.
- 물 한 잔에 설탕을 넣습니다.
- 처음에는 설탕이 약간의 기계적 교반으로 물에 부드럽게 녹습니다.
- 설탕을 더 많이 첨가할수록, 격렬하게 휘저어도 녹이는 데 더 많은 노력이 필요합니다.
- 설탕이 녹지 않고 유리잔 아래 부분에 고체로 남아 있는 시간이 옵니다. 이때 용액이 포화되기 시작합니다.
포화도
솔루션의 세 가지 포화도가 있습니다.
- 포화 용액: 포화 용액은 탄산수와 같이 주어진 물질에 대한 화학 반응이 평형 상태에 있는 용액입니다.
- 불포화 용액: 용해된 물질에 대해 평형 상태에 있지 않은 용액. 문제 없이 용해되는 용질을 더 추가할 수 있습니다.
- 과포화 또는 과포화 용액: 액체와 고체의 경우 열을 가하면 발생하는 것처럼 정상 조건에서보다 더 많은 용해 물질을 포함하는 용액입니다.
포화점에 영향을 미치는 요인
특정 압력과 온도에서 용매에 녹을 수 있는 용질의 최대량은 용해도 입니다 . 용해도는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
- 용매 부피당 용질의 질량(g/L).
- 용매의 질량당 용질의 질량(g/g).
- 용매 부피당 용질의 몰수(mol/L).
물질이 잘 녹는 경우에도 주어진 양의 용매에 용질이 녹을 수 있는 양에는 한계가 있습니다. 일반적으로 물질의 용해도는 에너지 요인에만 의존하지 않고 온도와 기체의 경우 압력에도 의존합니다.
예를 들어 20ºC의 물 100g에 다음을 녹일 수 있습니다.
- NaI 177g
- NaBr 91.2g
- 35.9g 염화나트륨
- NaF 4.1g
그러나 70ºC에서 용해도가 증가하므로 물 100g에 다음이 용해될 수 있습니다.
- NaI 295g
- 119g NaBr
- 37.5g 염화나트륨
- NaF 4.8g
용액에 가능한 최대 양의 용질이 포함되어 있을 때 포화 상태라고 합니다. 용액에 가능한 최대 양보다 적은 양의 용질이 포함되어 있으면 포화되지 않습니다. 용액이 포화되고 과량의 용질이 존재하는 경우 용해 속도는 결정화 또는 침전 속도와 정확히 동일합니다.
따라서 NaCl에 대해 이전에 표시된 값, 즉 20ºC에서 100mL의 NaCl 35.9g을 사용하면 이 염의 수용액은 35.9g 이상을 100mL에 추가하여 포화될 것입니다. 가능하면 용해되지 않은 용질을 여과로 제거한 후 균질한 포화 용액을 얻습니다.
대부분의 고체의 용해도는 온도가 증가함에 따라 증가하기 때문에 고온에서 준비된 포화 용액은 저온에서보다 용해된 용질을 더 많이 포함합니다. 그 용액이 식으면 과포화 용액이 될 수 있습니다. 과포화 용액은 안정적이지 않기 때문에 과냉각 또는 과열 액체에서 발생하는 것과 같은 방식입니다.
다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다.
- 온도가 상승함에 따라 고체 및 액체 원소와의 반응 용해도가 증가합니다. 기체 용액의 경우 반대 현상이 발생합니다. 즉, 온도가 증가함에 따라 용해도가 감소합니다.
- 고체 침전물의 결정화 속도는 결정 표면의 용질 양에 따라 달라집니다.
- 용질의 용해는 또한 기계적 교반에 의해 선호됩니다.
- 형성되는 평형 반응은 그것이 받는 온도, 압력 및 농도 조건의 변화에 따라 달라지는 Le Chatelier의 원리를 따릅니다.
포화 용액의 일반적인 예
- 탄산 음료는 가장 일반적으로 사용되는 포화 용액의 예입니다. 이러한 유형의 음료에서 물은 용매이고 탄소는 포화점에 도달할 때까지 용질로 포함됩니다.
- 부엌에서 만드는 많은 조리법에는 소금, 설탕 및 기타 가정용 재료를 물에 녹이는 것이 포함됩니다. 이 절차는 온도에 따라 다릅니다. 물의 온도가 올라가면 용질의 용해도가 높아진다. 포화점에 도달한 후 용질은 용매 위에 눈에 보이는 층을 형성합니다.
- 지구 표면에 존재하는 토양도 질소로 포화된 혼합물로 간주할 수 있습니다. 포화점에 도달하면 잉여 질소가 가스 형태로 공기 중으로 방출됩니다.
참조
13.2: 포화 용액 및 용해도 – 화학 LibreTexts. (2022). 2022년 4월 10일 검색, 출처: 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
포화 용액이란 무엇입니까? (예시 포함). (2019). https://www.lifeder.com/solucion-saturated/ 에서 2022년 4월 10일에 검색함
포화 용액이란 무엇입니까 – 준비, 유형 및 예. (2022). https://byjus.com/chemistry/saturated-solution/ 에서 2022년 4월 10일에 검색함
