Tabla de Contenidos
กระบวนการแก้ปัญหาและการตกผลึกสามารถแสดงได้ดังนี้:
แม้ว่าคำว่าการตกผลึกและการตกตะกอนจะใช้เพื่ออธิบายการแยกตัวถูกละลายที่เป็นของแข็งออกจากสารละลาย การตกผลึก หมายถึงการก่อตัวของของแข็งที่มีโครงสร้างผลึกที่ชัดเจน ในขณะที่การตกตะกอนหมายถึงการก่อตัวของของแข็งใดๆในเฟสของแข็ง บ่อยครั้ง ที่มีอนุภาคต่างกันโดยไม่มีโครงสร้างกำหนด
วิธีการเตรียมสารละลายอิ่มตัว?
โดยสารละลายอิ่มตัวหมายถึงสารละลายที่มีปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายที่ระบุ กล่าวคือ ในสารละลายมีจุดที่ตัวถูกละลายไม่สามารถละลายได้อีกต่อไป และหลังจากนั้นจะเกิดการตกตะกอนของของแข็งหรือปล่อยก๊าซขึ้นกับสถานะที่กำลังเกิดการละลาย .
สารละลายอิ่มตัวถูกเตรียมโดยการเติมตัวถูกละลายอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งถึงจุดที่ตัวถูกละลายปรากฏเป็นของแข็งที่ตกตะกอนหรือเป็นผลึก ก่อตัวเป็นสารละลายอิ่มตัว
ในการก่อตัวของสารละลายอิ่มตัวที่ง่ายขึ้น การเติมน้ำตาลลงในน้ำสามารถเป็นตัวอย่างได้ โดยดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้:
- เติมน้ำตาลลงในแก้วน้ำ
- ในขั้นต้น น้ำตาล 2-3 ช้อนโต๊ะจะละลายในน้ำได้อย่างราบรื่นโดยมีการกวนเล็กน้อย
- ยิ่งใส่น้ำตาลมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งต้องใช้ความพยายามมากขึ้นในการละลาย แม้จะคนแรงก็ตาม
- มีช่วงเวลาที่น้ำตาลไม่ละลายและยังคงแข็งอยู่ที่ส่วนล่างของแก้ว นั่นคือเวลาที่สารละลายเริ่มอิ่มตัว
องศาของความอิ่มตัว
ความอิ่มตัวของสารละลายมีสามระดับ:
- สารละลายอิ่มตัว: สารละลายอิ่มตัวเป็นสารละลายที่ปฏิกิริยาเคมีเกี่ยวกับสารที่กำหนดอยู่ในสภาวะสมดุล เช่น น้ำอัดลม
- สารละลายไม่อิ่มตัว: สารละลายที่ไม่สมดุลกับสารที่ละลาย คุณสามารถเพิ่มตัวถูกละลายได้ ซึ่งจะละลายได้โดยไม่มีปัญหา
- สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดหรืออิ่มตัวยิ่งยวด: เป็นสารละลายที่มีสารที่ละลายอยู่มากกว่าที่ทำได้ภายใต้สภาวะปกติ ซึ่งเกิดขึ้นจากการใช้ความร้อนในกรณีของของเหลวและของแข็ง
ปัจจัยที่ส่งผลต่อจุดอิ่มตัว
ปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายที่ความดันและอุณหภูมิจำเพาะคือความสามารถในการละลาย ความสามารถในการละลายสามารถแสดงเป็น:
- มวลของตัวถูกละลายต่อปริมาตรของตัวทำละลาย (g/L)
- มวลของตัวถูกละลายต่อมวลของตัวทำละลาย (g/g)
- โมลของตัวถูกละลายต่อปริมาตรของตัวทำละลาย (โมล/ลิตร)
แม้ว่าสารจะละลายได้สูง แต่ก็มีข้อจำกัดว่าตัวถูกละลายสามารถละลายได้ในปริมาณเท่าใดของตัวทำละลายที่กำหนด โดยทั่วไป ความสามารถในการละลายของสารไม่ได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านพลังงานเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและแม้แต่ความดันในกรณีของก๊าซด้วย
ตัวอย่างเช่น ในน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิ 20 ºC คุณสามารถละลาย:
- NaI 177 กรัม
- NaBr 91.2 กรัม
- NaCl 35.9 ก
- 4.1g NaF
อย่างไรก็ตาม ที่ 70 ºC ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นในน้ำ 100 กรัม สามารถละลายสิ่งต่อไปนี้ได้:
- NaI 295 กรัม
- 119g NaBr
- NaCl 37.5 ก
- 4.8 ก. NaF
เมื่อสารละลายมีปริมาณตัวถูกละลายมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จะเรียกว่าอิ่มตัว หากสารละลายมีตัวถูกละลายน้อยกว่าปริมาณสูงสุดที่เป็นไปได้ แสดงว่าไม่อิ่มตัว เมื่อสารละลายอิ่มตัวและมีตัวถูกละลายมากเกินไป อัตราการละลายจะเท่ากับอัตราการตกผลึกหรือการตกตะกอน
ดังนั้น เมื่อใช้ค่า NaCl ที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ นั่นคือ NaCl 35.9 กรัมใน 100 มล. ที่อุณหภูมิ 20 ºC สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือนี้จะอิ่มตัวโดยเพิ่มมากกว่า 35.9 กรัมถึง 100 มล. และหากเขย่าจนเท่ากับ ละลายได้ เราจะได้สารละลายอิ่มตัวที่เป็นเนื้อเดียวกัน หลังจากนำตัวถูกละลายที่ไม่ละลายออกโดยการกรอง
เนื่องจากความสามารถในการละลายของของแข็งส่วนใหญ่เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น สารละลายอิ่มตัวที่เตรียมที่อุณหภูมิสูงจะมีตัวถูกละลายมากกว่าที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อสารละลายนั้นเย็นลงจะกลายเป็นสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับของเหลวที่เย็นจัดหรือร้อนจัด เนื่องจากสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดไม่เสถียร
สรุปได้ดังนี้
- เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความสามารถในการละลายของปฏิกิริยากับองค์ประกอบที่เป็นของแข็งและของเหลวจะเพิ่มขึ้น สำหรับสารละลายที่เป็นก๊าซจะเกิดขึ้นในทางตรงกันข้าม นั่นคือ ความสามารถในการละลายจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น
- อัตราการตกผลึกของของแข็งที่ตกตะกอนขึ้นอยู่กับปริมาณของตัวถูกละลายบนผิวผลึก
- การละลายของตัวถูกละลายยังได้รับการสนับสนุนด้วยการกวนเชิงกล
- การตอบสนองของสมดุลที่เกิดขึ้นเป็นไปตามหลักการของ Le Chatelier ซึ่งขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสภาวะของอุณหภูมิ ความดัน และความเข้มข้นที่มันอยู่ภายใต้
ตัวอย่างทั่วไปของสารละลายอิ่มตัว
- เครื่องดื่มอัดลมเป็นตัวอย่างของสารละลายอิ่มตัวที่ใช้บ่อยที่สุด ในเครื่องดื่มประเภทนี้ น้ำเป็นตัวทำละลายและคาร์บอนจะรวมเป็นตัวถูกละลายจนกว่าจะถึงจุดอิ่มตัว
- หลายสูตรที่ทำในครัวเกี่ยวข้องกับการละลายเกลือ น้ำตาล และส่วนผสมในครัวเรือนอื่นๆ ในน้ำ ขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของตัวถูกละลายจะเพิ่มขึ้น หลังจากถึงจุดอิ่มตัว ตัวถูกละลายจะก่อตัวเป็นชั้นที่มองเห็นได้ด้านบนของตัวทำละลาย
- ดินที่มีอยู่บนพื้นผิวโลกสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นส่วนผสมที่อิ่มตัวด้วยไนโตรเจน เมื่อถึงจุดอิ่มตัว ไนโตรเจนส่วนเกินจะถูกปล่อยออกสู่อากาศในรูปของก๊าซ
อ้างอิง
13.2: สารละลายอิ่มตัวและความสามารถในการละลาย – Chemistry LibreTexts (2565). สืบค้นเมื่อ 10 เมษายน 2022 จากhttps://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
สารละลายอิ่มตัวคืออะไร? (พร้อมตัวอย่าง). (2562). สืบค้นเมื่อ 10 เมษายน 2565 จากhttps://www.lifeder.com/solucion-saturated/
สารละลายอิ่มตัวคืออะไร – การเตรียมการ ประเภท & ตัวอย่าง (2565). สืบค้นเมื่อ 10 เมษายน 2565 จากhttps://byjus.com/chemistry/saturated-solution/
