Allt du behöver veta om mättade lösningar inom kemi

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


En mättad lösning är en som inte tillåter upplösning av mer löst ämne. Med andra ord är det en lösning där den maximala koncentrationen av löst ämne som kan lösas i det specifika lösningsmedlet och vid ett visst tryck och temperatur redan har uppnåtts. Dessa är lösningar där löslighetsjämvikten har etablerats mellan det lösta ämnet löst i lösningsmedlet och det lösta ämnet i fast tillstånd i botten av behållaren, i flytande tillstånd antingen över eller under lösningsmedlet (beroende på densiteterna) eller i ett gasformigt tillstånd.

löslighetsjämvikt

Som nyss nämnts är en lösning mättad när löslighetsjämvikten uppnås. I det enklaste fallet kan denna jämvikt representeras av följande kemiska ekvation:

Löslighetsjämvikt för ett molekylärt löst ämne för att definiera en mättad lösning

Där S representerar ett molekylärt löst ämne (som inte dissocierar) och underskrifterna indikerar om det är rent och i fast tillstånd, eller om det är löst (ac betyder i vattenlösning, även om det kan vara i vilket annat lösningsmedel som helst).

När man har molekylära lösningsmedel som i det här fallet, för att få en mättad lösning och jämvikt kan upprättas, är det nödvändigt att koncentrationen av det lösta ämnet i lösningen är lika med jämviktskonstanten, Ks, och att det fortfarande finns en del löst ämne kvar i olöst fast tillstånd.

När det gäller joniska ämnen som salter ser den allmänna reaktionen ut så här:

Löslighetsjämvikt för ett joniskt löst ämne och löslighetsproduktens konstant för att definiera mättade lösningar

där K ps är löslighetsproduktkonstanten, [M m+ ] eq representerar den molära koncentrationen av katjonen M m+ i den mättade lösningen och [A n- ] eq representerar den molära koncentrationen av A n- i den mättade lösningen.

I detta fall är villkoret som definierar den mättade lösningen att produkten av koncentrationerna av jonerna i lösning (M m+ och A n- ) upphöjda till deras respektive stökiometriska koefficienter (nym) måste vara lika med konstanten av produkten av löslighet. Om resultatet är större än K ps är lösningen övermättad och om den är mindre är den omättad.

Jämvikten för den mättade lösningen är dynamisk.

När en mättad lösning uppnås verkar det som om det lösta ämnet inte längre löser sig i lösningsmedlet och att upplösningsprocessen har stoppats. Men det är inte riktigt så. I själva verket, som i de flesta kemiska jämvikter, är löslighetsjämvikten inte en statisk jämvikt utan en dynamisk, där den framåtgående reaktionen (upplösning av mer löst ämne) och den omvända reaktionen (utfällning av löst ämne från lösning) de sker samtidigt Betygsätta. Av denna anledning noteras ingen förändring vare sig i nettomängden fast löst ämne eller i koncentrationen av löst ämne i lösningen.

Sätt att få en mättad lösning

Det finns tre grundläggande sätt att få mättade lösningar:

  1. Tillsätt löst ämne tills det inte längre löser sig , oavsett hur kraftigt lösningen skakas. Detta är den enklaste metoden, även om den ibland kan vara väldigt tråkig eftersom det finns lösta ämnen som löser sig mycket långsamt.
  2. Det andra sättet är att utgå från en omättad lösning och börja avdunsta lösningsmedlet . När den totala volymen av lösningen minskar utan förlust av löst ämne, kommer koncentrationen av löst ämne att öka tills den maximala koncentrationen (eller lösligheten) uppnås. I det ögonblicket kommer det lösta ämnet att börja fällas ut och från och med då har du en mättad lösning.
  3. Ett annat sätt är att lösa upp mer av det lösta ämnet än vad lösningsmedlet kan hantera genom uppvärmning . Genom att låta denna lösning svalna erhålls en övermättad lösning. Av denna anledning kommer varje störning, från en vibration till sådd av en liten kristall på ytan av lösningen, omedelbart att utlösa utfällning av överskott av löst ämne. Denna nederbörd kommer att upphöra så snart mättnadsnivån nås.

Det finns ett fjärde sätt att erhålla mättade lösningar från omättade lösningar som består av att progressivt modifiera mediet eller lösningsmedlet för att minska lösligheten av det lösta ämnet. Detta kan åstadkommas genom att tillsätta ett organiskt lösningsmedel, ändra pH och på andra sätt också.

Faktorer som påverkar löslighetsjämvikt och mättade lösningar

Det lösta ämnet och lösningsmedlets natur

Varje kemisk förening har sin löslighet i varje typ av lösningsmedel. Till exempel är socker mycket mer lösligt än salt i vatten, så det kommer alltid att vara lättare att mätta en lösning med salt än med socker. Det finns också fall där det är omöjligt att få en mättad lösning. Så är fallet med lösta ämnen som är blandbara med lösningsmedlet, såsom lösningar av etylalkohol och vatten, som kan blandas i vilken proportion som helst.

Temperatur

Som sett nyss spelar temperatur en viktig roll i mättade lösningar, eftersom en ökning av temperaturen kan öka lösligheten i lösta ämnen, lösa upp allt fast löst ämne och förvandla en mättad lösning till en omättad.

Å andra sidan är effekten av temperatur på gasernas löslighet precis den motsatta. Istället för att öka dess löslighet minskar höga temperaturer den. Ett bevis på detta är fallet med läskedrycker. Dessa förlorar de flesta av sina gaser med ökande temperatur.

pH

I de fall där det lösta ämnet har syra-basegenskaper kan pH spela en mycket viktig roll för att bestämma dess löslighet. I allmänhet kommer varje reaktion som hjälper till att ytterligare jonisera det lösta ämnet öka dess löslighet, vilket kan förvandla en mättad lösning till en omättad.

Till exempel, om det lösta ämnet är en svag syra som bensoesyra och du har en mättad lösning, tillsats av natriumhydroxid som reagerar med nämnda syra och joniserar det kommer att hjälpa till att lösa upp mer av det lösta ämnet i lösningen.

Trycket

Trycket påverkar gasformiga lösta ämnen mest. Att kraftigt öka trycket på gaser över en lösning kan tvinga gasen att lösas upp i större mängd i lösningsmedlet. Detta skulle motsvara en ökning av temperaturen för fasta lösta ämnen. När det gäller gaser, så länge som lösningen och gasen är inneslutna i en förseglad behållare, oavsett hur högt trycket är, kommer lösningen alltid att bli gasmättad om den ges tillräckligt med tid.

vanlig joneffekt

Den vanliga jonen representerar en effekt som liknar den för pH. När det är önskvärt att lösa ett joniskt löst ämne i en lösning, kommer det att dissociera och producera en viss koncentration av sina respektive joner. Om vi ​​försöker lösa upp samma joniska lösta ämne i en lösning som redan innehåller en del av en av dess joner, blir det svårare att lösa det än om vi gjorde det i det rena lösningsmedlet. Detta kallas den vanliga joneffekten och gör det lättare att mätta lösningar.

Exempel på mättade lösningar

Förseglade kolsyrade drycker

All läsk, läsk och kolsyrad öl är mättade lösningar av koldioxid i vatten så länge flaskan eller burken är helt förseglad.

I samma ögonblick som flaskan är upplockad förloras jämvikten och lösningen blir plötsligt en övermättad lösning, så att gaserna börjar bubbla och fly.

Vattnet vid det döda havets stränder

Döda havet är en av de saltaste sjöarna på jorden, och vid stranden kan du se kristalliseringen av salt som kommer från sjövattnet. Det betyder att vattnet i vissa delar har fångats i små pölar som när de avdunstar blir mättade med salt och börjar falla ut.

vissa typer av honung

Det finns vissa typer av honung som är mer koncentrerad än andra, och i vissa fall är de så koncentrerade att sockerarterna de innehåller börjar kristallisera i flaskan.

Detta visar att lösningen ursprungligen var övermättad och att den efter kristallisation blev en mättad lösning.

Referenser

Brown, T. (2021). Kemi: Vetenskapscentret. (11:e upplagan). London, England: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Chemistry (10:e upplagan). New York, NY: MCGRAW-HILL.

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

Bubis, M. (1998). Döda havet – ett ovanligt hav. Hämtad från http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/49306/Documento_completo.pdf

Honung och temperatur (nd) Hämtad från https://www.latiendadelapicultor.com/blog/la-miel-y-la-temperatura/

-Annons-

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

Artículos relacionados

Flamfärgtestet