НЕНАСЫЩЕННЫЙ РАСТВОР: ИЗ ЧЕГО ОН СОСТОИТ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2026

Ненасыщенный раствор является тот , в котором растворитель в качестве среды по - прежнему способен растворять больше растворенного вещества. Эта среда обычно жидкая, хотя может быть и газообразной. Что касается растворенного вещества, это конгломерат частиц в твердом или газообразном состоянии.

А как насчет жидких растворенных веществ? В этом случае раствор является однородным до тех пор, пока обе жидкости смешиваются. Примером этого является добавление этилового спирта к воде; две жидкости с их молекулами, CH ₃ CH ₂ OH и H ₂ O, смешиваются, потому что они образуют водородные связи (CH ₃ CH ₂ OH-OH ₂ ).

Источник: Pixabay

Однако если смешать дихлорметан (CH ₂ Cl ₂ ) и воду, они образуют раствор с двумя фазами: одной водной, а другой - органической. Зачем? Потому что молекулы CH ₂ Cl ₂ и H ₂ O очень слабо взаимодействуют, так что одна скользит по другой, в результате чего образуются две несмешивающиеся жидкости.

Крошечной капли CH ₂ Cl ₂ (растворенного вещества) достаточно, чтобы насытить воду (растворитель). Если бы, наоборот, они могли образовать ненасыщенный раствор, то был бы виден полностью гомогенный раствор. По этой причине только твердые и газообразные растворенные вещества могут образовывать ненасыщенные растворы.

Что такое ненасыщенный раствор?

В ненасыщенном растворе молекулы растворителя взаимодействуют с такой эффективностью, что молекулы растворенного вещества не могут образовывать другую фазу.

Что это значит? Что взаимодействия растворитель-растворенное вещество превышают, с учетом условий давления и температуры, взаимодействия растворенного вещества-растворенного вещества.

Когда взаимодействия растворенного вещества и растворенного вещества увеличиваются, они «организуют» образование второй фазы. Например, если среда растворителя является жидкостью, а растворенное вещество - твердым веществом, второе будет растворяться в первом с образованием гомогенного раствора, пока не появится твердая фаза, которая представляет собой не что иное, как осажденное растворенное вещество.

Этот осадок происходит из-за того, что молекулы растворенного вещества могут группироваться вместе из-за их химической природы, присущей их структуре или связям. Когда это происходит, говорят, что раствор насыщен растворенным веществом.

Следовательно, ненасыщенный раствор твердого вещества состоит из жидкой фазы без осадка. Если растворенное вещество является газообразным, то в ненасыщенном растворе не должно быть пузырьков (которые представляют собой не что иное, как скопления газообразных молекул).

Влияние температуры

Температура напрямую влияет на степень ненасыщенности раствора по отношению к растворенному веществу. В основном это может быть связано с двумя причинами: ослаблением взаимодействий растворенного вещества с растворенным веществом из-за воздействия тепла и увеличением молекулярных колебаний, которые помогают диспергировать молекулы растворенного вещества.

Если среда растворителя рассматривается как компактное пространство, в отверстиях которого размещены молекулы растворенного вещества, при повышении температуры молекулы будут вибрировать, увеличивая размер этих отверстий; таким образом, чтобы растворенное вещество могло прорваться в других направлениях.

Нерастворимые твердые вещества

Однако некоторые растворенные вещества настолько сильно взаимодействуют, что молекулы растворителя вряд ли могут их разделить. В этом случае минимальной концентрации растворенного растворенного вещества достаточно для его осаждения, и тогда это нерастворимое твердое вещество.

Нерастворимые твердые вещества, образуя вторую твердую фазу, которая отличается от жидкой фазы, образуют небольшое количество ненасыщенных растворов. Например, если 1 л жидкости A может растворить только 1 г B без осаждения, то при смешивании 1 л A с 0,5 г B образуется ненасыщенный раствор.

Точно так же в диапазоне концентраций от 0 до 1 г B также образуются ненасыщенные растворы. Но при переходе с 1g B выпадет в осадок. Когда это происходит, раствор переходит из ненасыщенного в насыщенный B.

Что делать, если температура повышается? Если раствор, насыщенный 1,5 г B, подвергнуть нагреванию, нагрев поможет растворить осадок. Однако, если осажденного B много, тепло не сможет его растворить. Если это так, то при повышении температуры растворитель или жидкость A просто испарится.

Примеры

Источник: Pixabay

Примеры ненасыщенных растворов многочисленны, поскольку они зависят от растворителя и растворенного вещества. Например, для той же жидкости A и других растворенных веществ C, D, E … Z их растворы будут ненасыщенными до тех пор, пока они не выпадут в осадок или не образуют пузырьков (если они являются растворенными газами).

-Море может дать два примера. В морской воде происходит массовое растворение солей. Если немного вскипятить эту воду, можно заметить, что она ненасыщенная из-за отсутствия осажденной соли. Однако по мере испарения воды растворенные ионы начинают слипаться, оставляя селитру прилипшей к горшку.

-Еще один пример - растворение кислорода в воде морей. Молекула O ₂ пересекает морские глубины достаточно далеко, чтобы морская фауна могла дышать; несмотря на то, что он плохо растворяется. По этой причине часто наблюдаются всплывающие на поверхность пузырьки кислорода; из которых нескольким молекулам удается раствориться.

Похожая ситуация происходит с молекулой углекислого газа CO ₂ . В отличие от O ₂ , CO ₂ немного более растворим, потому что он реагирует с водой с образованием угольной кислоты H ₂ CO ₃ .

Отличие от насыщенного раствора

Подводя итог вышеизложенному, в чем разница между ненасыщенным и насыщенным растворами? Во-первых, визуальный аспект: ненасыщенный раствор состоит всего из одной фазы. Следовательно, не должно быть твердого вещества (твердая фаза) или пузырьков (газовая фаза).

Кроме того, концентрации растворенных веществ в ненасыщенном растворе могут изменяться до образования осадка или пузырьков. В насыщенных двухфазных растворах (жидкость-твердое вещество или жидкость-газ) концентрация растворенных веществ постоянна.

Зачем? Поскольку частицы (молекулы или ионы), составляющие осадок, устанавливают равновесие с частицами, растворенными в растворителе:

Частицы (из осадка <=> растворенные частицы

Пузырьковые молекулы <=> Растворенные молекулы

Этот сценарий не рассматривается в ненасыщенных растворах. При попытке растворить больше растворенного вещества в насыщенном растворе равновесие смещается влево; к образованию большего количества осадка или пузырьков.

Поскольку в ненасыщенных растворах это равновесие (насыщение) еще не установлено, жидкость может «хранить» больше твердого вещества или газа.

Растворенный кислород присутствует вокруг водорослей на морском дне, но когда пузырьки кислорода выходят из их листьев, это означает, что происходит газонасыщение; в противном случае пузырьков не наблюдалось бы.

Ссылки

1. Общая химия. Учебный материал. Лима: Папский католический университет Перу. Получено с: corinto.pucp.edu.pe
2. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (22 июня 2018 г.). Определение ненасыщенного раствора. Получено с: thinkco.com
3. TutorVista. (SF). Ненасыщенный раствор. Взято с: chemistry.tutorvista.com
4. Химия LibreTexts. (SF). Типы насыщенности. Получено с: chem.libretexts.org
5. Надин Джеймс. (2018). Ненасыщенный раствор: определение и примеры. Получено с: study.com