Ce este o soluție nesaturată?

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


O soluție nesaturată sau nesaturată este o soluție chimică în care concentrația de substanță dizolvată este mai mică decât solubilitatea sa și , prin urmare, poate dizolva în continuare mai mult. Cu alte cuvinte, este o soluție care nu este încă saturată cu soluție, deoarece concentrația sa nu este suficientă pentru a ajunge la echilibrul solubilității.

Ceea ce determină dacă vă aflați sau nu în prezența unei soluții nesaturate este concentrația substanței dizolvate și o reacție chimică reversibilă cunoscută sub numele de echilibru de solubilitate. Relația celor doi este explicată în detaliu mai târziu; dar mai întâi, să vedem ce caracterizează soluțiile nesaturate.

Caracteristicile unei soluții nesaturate

  • În soluțiile nesaturate, toată substanța dizolvată este dizolvată în solvent , deci nu există reziduuri. Sunt amestecuri perfect omogene.
  • Au o concentrație mai mică decât solubilitatea soluției în solventul respectiv. De exemplu, dacă solubilitatea unei substanțe pure A într-un solvent, să zicem apă, este de 0,5 g/100 ml soluție, atunci o soluție a cărei concentrație este de 0,4 g/100 ml soluție va fi o soluție nesaturată.
  • Ele pot dizolva în continuare mai multă soluție. Fiind nesaturate, aceste soluții admit totuși o cantitate mai mare de dizolvat. Aceasta, desigur, până când soluția devine saturată.
  • Ele pot avea concentrații foarte variate în funcție de solvent și dizolvat. De exemplu, o soluție de zahăr în apă poate avea un raport masă-volum de până la 20% m/v și totuși să nu fie saturată, în timp ce o soluție nesaturată de clorură de argint (AgCl) trebuie să aibă o concentrație mai mică de 1,8 mg/l (0,00018% m/v).
  • Atâta timp cât condițiile nu se schimbă, acestea nu se vor cristaliza spontan și nu vor forma precipitate. Pentru a face acest lucru, o soluție trebuie să fie suprasaturată.

Exemple de soluții nesaturate

  • Oțetul este o soluție nesaturată de acid acetic (CH 3 COOH) în apă.
  • Acidul de baterie este o soluție nesaturată de acid sulfuric (H 2 SO 4 ) în apă.
  • Multe parfumuri sunt soluții nesaturate de compuși aromatici și uleiuri esențiale în alcool.
  • Lacurile de unghii transparente sunt soluții foarte concentrate, dar nesaturate de rășini plastice în solvenți organici, cum ar fi eteri și cetone.
  • Apa de mare este o soluție nesaturată de săruri în apă.
  • Plasma sanguină este o soluție foarte complexă cu un număr mare de substanțe dizolvate la diferite concentrații, dar este o soluție nesaturată.
  • Un sirop ușor preparat prin dizolvarea a două căni de zahăr într-un litru de apă este o soluție nesaturată, în ciuda faptului că are o concentrație mare de dizolvat.

Echilibrul de solubilitate și soluțiile nesaturate

După cum sa menționat deja, principiul chimic din spatele soluțiilor nesaturate este echilibrul de solubilitate . Ori de câte ori un dizolvat este dizolvat într-un solvent, are loc un proces în care moleculele solventului dezintegrează solidul, separând moleculele sau ionii care îl compun pentru a-l dizolva. Acest proces este reversibil, adică are loc și în direcția opusă, ducând la formarea solidului. În funcție de faptul că solutul este un compus molecular sau un compus ionic, reacția de dizolvare poate fi reprezentată în unul din două moduri:

Echilibrul de solubilitate și soluția nesaturată

Aici, A reprezintă orice substanță dizolvată moleculară, cum ar fi zahărul, iar M a A b este un exemplu de orice solut ionic format din ioni M q+ și ioni b A p- , care ar putea fi AgCl, MgCl 2 sau oricare altul. S-au presupus soluții solide, deși A ar putea fi, de asemenea, un lichid sau un gaz. S-a presupus, de asemenea, că apa este un solvent (apos înseamnă apos), deși același lucru se aplică oricărui alt solvent.

Fiind reacții reversibile , aceste reacții au asociată o constantă de echilibru. În cazul compușilor ionici, această constantă se numește constanta produsului de solubilitate și este dată de:

produs de solubilitate

Unde K ps este constanta produsului de solubilitate, [M q+ ] și [A p- ] reprezintă concentrațiile molare de echilibru ale ionilor M q+ și , respectiv, A p- , iar a și b sunt coeficienții stoechiometrici. Pentru substanțele dizolvate moleculare, constanta de echilibru este pur și simplu concentrația molară de echilibru pentru o soluție saturată.

Constanta de echilibru de solubilitate pentru soluții moleculare

Definirea soluției nesaturate în termenii constantei de echilibru a solubilității

Constanta de solubilitate este cea care determină când ne aflăm în prezența unei soluții nesaturate. Pentru orice soluție de solut ionic, produsul concentrației ionilor ridicați la coeficienții lor stoichiometrici se numește coeficient de reacție și este reprezentat de Q ps :

Coeficient de reacție pentru soluții nesaturate

Pentru a afla dacă aveți o soluție nesaturată, este suficient să comparați valoarea Q ps cu K ps a solutului din solvent și la temperatura specifică cazului. Numai când Q ps este egal cu K ps se poate spune că soluția este saturată. Dacă este mai mare decât K ps , soluția este suprasaturată, iar când este mai mică de K ps , este o soluție nesaturată. În concluzie:

Stare de soluție suprasaturată

Stare de soluție saturată

Stare de soluție nesaturată

Pentru substanțele dizolvate moleculare, cum ar fi zahărul sau un alcool care este slab solubil în apă, singurul lucru care se schimbă este că Q este pur și simplu concentrația molară a substanței dizolvate din soluție. Orice altceva este egal.

Niveluri de saturație în soluții

După cum sa observat în secțiunea anterioară, în funcție de concentrația solutului sau de nivelul de saturație al acestuia, soluțiile pot fi clasificate astfel:

  1. solutii nesaturate . Ele sunt subiectul principal al acestui articol și sunt cele care admit încă o cantitate mai mare de solut decât au deja. Sunt omogene și nu precipită spontan.
  2. Soluții saturate . Sunt acelea în care cantitatea maximă posibilă de solut a fost deja dizolvată la o anumită temperatură. În aceste soluții, dizolvatul pur în stare solidă, lichidă sau gazoasă este în echilibru cu soluția în soluție, motiv pentru care se disting două faze (sunt amestecuri eterogene). În ciuda faptului că este prezentă, cantitatea de solut pur nu se modifică, deoarece sistemul este în echilibru.
  3. Soluții suprasaturate . Aceste soluții au dizolvat o cantitate mai mare de solut decât permite solventul. Din acest motiv, ele reprezintă o stare instabilă în care substanța dizolvată se poate separa spontan din soluție prin cristalizare sau precipitare.

Soluții nesaturate și temperatură

Este important să rețineți că atunci când vorbiți despre o soluție nesaturată, trebuie să specificați întotdeauna temperatura. Acest lucru se datorează faptului că solubilitatea depinde de temperatură , astfel încât o soluție care este nesaturată la o temperatură poate deveni saturată sau chiar suprasaturată dacă temperatura se schimbă. Pentru majoritatea soluțiilor solide și lichide, solubilitatea scade odată cu creșterea temperaturii, iar opusul este valabil pentru gaze. Același lucru este valabil și pentru soluțiile saturate și suprasaturate. Dacă o soluție saturată sau suprasaturată dintr-o soluție solidă este încălzită, solubilitatea poate crește până când toată substanța dizolvată prezentă este dizolvată, făcându-l o soluție nesaturată.

Referințe

  • Brown, T. (2021). Chimie: Știința Centrală (ed. a 11-a). Londra, Anglia: Pearson Education.
  • Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS și Herranz, ZR (2020). Chimie (ed. a 10-a). New York, NY: MCGRAW-HILL.
  • Solubilitatea . (2020). Preluat de la https://espanol.libretexts.org/@go/page/1888
  • Skoog, DA, West, DM, Holler, J. și Crouch, SR (2021). Fundamentele de chimie analitică (ediția a 9-a). Boston, Massachusetts: Cengage Learning. Tipuri de saturație . (2020). Preluat de la https://chem.libretexts.org/@go/page/1616
-Publicitate-

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

Artículos relacionados

ce este boraxul