Alt du trenger å vite om mettede løsninger i kjemi

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


En mettet løsning er en som ikke tillater oppløsning av mer oppløst stoff. Med andre ord er det en løsning der den maksimale konsentrasjonen av oppløst stoff som kan oppløses i det aktuelle løsningsmidlet og ved et bestemt trykk og temperatur allerede er nådd. Dette er løsninger der løselighetslikevekten er etablert mellom det oppløste stoffet oppløst i løsningsmidlet og det løste stoffet i fast tilstand i bunnen av beholderen, i flytende tilstand enten over eller under løsningsmidlet (avhengig av tetthetene) eller i en gassform.

løselighet likevekt

Som nettopp nevnt er en løsning mettet når løselighetslikevekten er nådd. I det enkleste tilfellet kan denne likevekten representeres av følgende kjemiske ligning:

Løselighetslikevekt for et molekylært løst stoff for å definere en mettet løsning

Hvor S representerer et molekylært oppløst stoff (som ikke dissosierer) og underskriftene indikerer om det er rent og i fast tilstand, eller om det er oppløst (ac betyr i vandig løsning, selv om det kan være i et hvilket som helst annet løsningsmiddel).

Når du har molekylære løsningsmidler som i dette tilfellet, for å oppnå en mettet løsning og likevekt kan etableres, er det nødvendig at konsentrasjonen av det løste stoffet i løsningen er lik likevektskonstanten, Ks, og at det fortsatt er noe løst stoff igjen i uoppløst fast tilstand.

Når det gjelder ioniske oppløste stoffer som salter, ser den generelle reaksjonen slik ut:

Løselighetslikevekt for et ionisk løst stoff og løselighetsproduktet konstant for å definere mettede løsninger

hvor K ps er løselighetsproduktkonstanten, [M m+ ] eq representerer den molare konsentrasjonen av kationet M m+ i den mettede løsningen og [A n- ] eq representerer den molare konsentrasjonen av A n- i den mettede løsningen.

I dette tilfellet er betingelsen som definerer den mettede løsningen at produktet av konsentrasjonene av ionene i løsningen (M m+ og A n- ) hevet til deres respektive støkiometriske koeffisienter (nym) må være lik konstanten til produktet av løselighet. Hvis resultatet er større enn K ps , er løsningen overmettet, og hvis den er mindre, er den umettet.

Likevekten til den mettede løsningen er dynamisk.

Når en mettet løsning er oppnådd, ser det ut til at det oppløste stoffet ikke lenger oppløses i løsningsmidlet og at oppløsningsprosessen har stoppet. Dette er imidlertid ikke akkurat slik. Faktisk, som i de fleste kjemiske likevekter, er løselighetslikevekten ikke en statisk likevekt, men en dynamisk, der den fremadrettede reaksjonen (oppløsning av mer oppløst stoff) og den omvendte reaksjonen (utfelling av oppløst stoff fra løsning) de skjer samtidig. vurdere. Av denne grunn noteres ingen endring verken i nettomengden av fast løst stoff eller i konsentrasjonen av løst stoff i løsningen.

Måter å oppnå en mettet løsning på

Det er tre grunnleggende måter å oppnå mettede løsninger på:

  1. Tilsett oppløst stoff til det ikke lenger er oppløst , uansett hvor kraftig løsningen ristes. Dette er den enkleste metoden, selv om den noen ganger kan være veldig kjedelig siden det er oppløste stoffer som oppløses veldig sakte.
  2. Den andre måten er å starte fra en umettet løsning og begynne å fordampe løsningsmidlet . Ettersom det totale volumet av løsningen avtar uten tap av løst stoff, vil konsentrasjonen av løst stoff øke til maksimal konsentrasjon (eller løselighet) er nådd. I det øyeblikket vil det oppløste stoffet begynne å felle ut, og fra da av vil du ha en mettet løsning.
  3. En annen måte er å løse opp mer av det løste stoffet enn løsningsmidlet kan håndtere gjennom oppvarming . Ved å la denne løsningen avkjøles , vil en overmettet løsning oppnås. Av denne grunn vil enhver forstyrrelse, fra en vibrasjon til såing av en liten krystall på overflaten av løsningen, umiddelbart utløse utfelling av overflødig løst stoff. Denne nedbøren vil opphøre så snart metningsnivået er nådd.

Det er en fjerde måte å oppnå mettede løsninger fra umettede løsninger på, som består i å gradvis modifisere mediet eller løsningsmidlet for å redusere løseligheten til det oppløste stoffet. Dette kan oppnås ved å tilsette et organisk løsningsmiddel, endre pH og på andre måter også.

Faktorer som påvirker løselighetslikevekt og mettede løsninger

Naturen til det oppløste stoffet og løsningsmidlet

Hver kjemisk forbindelse har sin løselighet i hver forskjellig type løsemiddel. For eksempel er sukker mye mer løselig enn salt i vann, så det vil alltid være lettere å mette en løsning med salt enn med sukker. Det er også tilfeller der det er umulig å oppnå en mettet løsning. Dette er tilfellet med oppløste stoffer som er blandbare med løsningsmidlet, for eksempel løsninger av etylalkohol og vann, som kan blandes i alle forhold.

Temperatur

Som sett akkurat nå, spiller temperatur en viktig rolle i mettede løsninger, siden en økning i temperatur kan øke løseligheten av oppløste stoffer, løse opp alt fast løst stoff og gjøre en mettet løsning til en umettet.

På den annen side er effekten av temperatur på løseligheten til gasser akkurat det motsatte. I stedet for å øke løseligheten, reduserer høye temperaturer den. Bevis på dette er tilfellet med brus. Disse mister mesteparten av gassene sine med økende temperatur.

pH

I de tilfellene der det oppløste stoffet har syre-base egenskaper, kan pH spille en svært viktig rolle for å bestemme løseligheten. Generelt vil enhver reaksjon som bidrar til å ytterligere ionisere det oppløste stoffet øke dets løselighet, noe som kan gjøre en mettet løsning til en umettet.

For eksempel, hvis det oppløste stoffet er en svak syre som benzosyre og du har en mettet løsning, vil tilsetning av natriumhydroksid som reagerer med syren og ionisere det bidra til å løse opp mer av det oppløste stoffet i løsningen.

Presset

Trykk påvirker gassformige oppløste stoffer mest. Sterk økning av trykket på gasser over en løsning kan tvinge gassen til å løse seg opp i større mengde i løsningsmidlet. Dette vil tilsvare å øke temperaturen for faste oppløste stoffer. Når det gjelder gasser, så lenge løsningen og gassen er innesperret i en forseglet beholder, uansett hvor høyt trykket er, vil løsningen alltid ende opp som gassmettet hvis den får nok tid.

vanlig ioneeffekt

Det vanlige ionet representerer en effekt som ligner på pH. Når det er ønskelig å løse opp et ionisk oppløst stoff i en løsning, vil det dissosiere og produsere en viss konsentrasjon av sine respektive ioner. Hvis vi prøver å løse opp det samme ioniske oppløste stoffet i en løsning som allerede inneholder noen av et av ionene, vil det være vanskeligere å løse det opp enn om vi gjorde det i det rene løsningsmidlet. Dette kalles den vanlige ioneeffekten og gjør det lettere å mette løsninger.

Eksempler på mettede løsninger

Forseglet brus

All brus, brus og kullsyreholdig øl er mettede løsninger av karbondioksid i vann så lenge flasken eller boksen er helt forseglet.

I det øyeblikket flasken er løsnet, går likevekten tapt og løsningen blir plutselig en overmettet løsning, så gassene begynner å boble og unnslippe.

Vannet ved bredden av det døde havet

Dødehavet er en av de salteste innsjøene på jorden, og ved bredden kan du se krystalliseringen av salt som kommer fra innsjøvannet. Dette betyr at vannet i enkelte deler har blitt fanget i små sølepytter som, når de fordamper, blir mettet med salt og begynner å falle ut.

noen typer honning

Det er noen typer honning som er mer konsentrert enn andre, og i noen tilfeller er de så konsentrerte at sukkeret de inneholder begynner å krystallisere i flasken.

Dette viser at løsningen opprinnelig var overmettet, og at den etter krystallisering ble en mettet løsning.

Referanser

Brown, T. (2021). Kjemi: Vitensenteret. (11. utgave). London, England: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kjemi (10. utgave). New York City, NY: MCGRAW-HILL.

Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., & Robinson, WR (2019). Kjemi 2e . Hentet fra https://openstax.org/books/chemistry-2e

Bubis, M. (1998). Dødehavet – et uvanlig hav. Hentet fra http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/49306/Documento_completo.pdf

Honning og temperatur (nd) Hentet fra https://www.latiendadelapicultor.com/blog/la-miel-y-la-temperatura/

-Annonse-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Flammefargetesten