- Faktoren, die die Sättigung beeinflussen
- Temperatur
- Druck
- Chemische Zusammensetzung
- Mechanische Faktoren
- Sättigungs- und Löslichkeitskurven
- Beispiele für gesättigte Lösungen
- Was ist eine übersättigte Lösung?
- Verweise
Eine gesättigte Lösung ist eine chemische Lösung, die die maximale Konzentration an gelöstem Stoff in einem Lösungsmittel enthält. Es wird als ein Zustand des dynamischen Gleichgewichts angesehen, in dem die Geschwindigkeiten, bei denen das Lösungsmittel den gelösten Stoff löst, und die Rekristallisationsgeschwindigkeit gleich sind (J., 2014).
Der zusätzliche gelöste Stoff löst sich nicht in einer gesättigten Lösung und erscheint in einer anderen Phase, entweder als Niederschlag, wenn es sich um einen Feststoff in Flüssigkeit handelt, oder als Sprudeln, wenn es sich um ein Gas in einer Flüssigkeit handelt (Anne Marie Helmenstine, 2016).
Ein Beispiel für eine gesättigte Lösung ist in Abbildung 1 dargestellt. In den Abbildungen 1.1, 1.2 und 1.3 befindet sich ein konstantes Wasservolumen im Becherglas. In Abbildung 1.1 beginnt der Sättigungsprozess, bei dem sich der gelöste Stoff aufzulösen beginnt, dargestellt durch die roten Pfeile.
In Abbildung 1.2 hat sich ein Großteil des Feststoffs aufgelöst, jedoch nicht vollständig aufgrund des Rekristallisationsprozesses, der durch die blauen Pfeile dargestellt wird.
In Abbildung 1.3 bleibt nur eine geringe Menge gelösten Stoffs ungelöst. In diesem Fall ist die Rekristallisationsrate größer als die Auflösungsrate. (Sättigungstipps, 2014)
Der Punkt der maximalen Konzentration eines gelösten Stoffes in einem Lösungsmittel ist als Sättigungspunkt bekannt.
Faktoren, die die Sättigung beeinflussen
Die Menge an gelöstem Stoff, die in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, von denen die wichtigsten sind:
Temperatur
Die Löslichkeit nimmt mit der Temperatur zu. Beispielsweise kann in heißem Wasser mehr Salz gelöst werden als in kaltem Wasser.
Es kann jedoch Ausnahmen geben, zum Beispiel nimmt die Löslichkeit von Gasen in Wasser mit zunehmender Temperatur ab. In diesem Fall erhalten die gelösten Moleküle beim Erhitzen kinetische Energie, was ihr Entweichen erleichtert.
Druck
Erhöhter Druck kann die Auflösung gelöster Stoffe erzwingen. Dies wird üblicherweise verwendet, um Gase in Flüssigkeiten zu lösen.
Chemische Zusammensetzung
Die Art des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels sowie das Vorhandensein anderer Chemikalien in der Lösung beeinflussen die Löslichkeit. Zum Beispiel kann mehr Zucker in Wasser gelöst werden als Salz in Wasser. In diesem Fall soll der Zucker löslicher sein.
Ethanol in Wasser ist vollständig miteinander löslich. In diesem speziellen Fall ist das Lösungsmittel die Verbindung, die in größerer Menge gefunden wird.
Mechanische Faktoren
Im Gegensatz zu der Auflösungsrate, die hauptsächlich von der Temperatur abhängt, hängt die Rekristallisationsrate von der Konzentration des gelösten Stoffes an der Oberfläche des Kristallgitters ab, was bevorzugt wird, wenn eine Lösung unbeweglich ist.
Daher verhindert das Rühren der Lösung diese Akkumulation und maximiert die Auflösung (Sättigungsspitzen, 2014).
Sättigungs- und Löslichkeitskurven
Die Löslichkeitskurven sind eine grafische Datenbank, in der die Menge an gelöstem Stoff, die sich in einer Menge an Lösungsmittel löst, bei einer bestimmten Temperatur verglichen wird.
Löslichkeitskurven werden üblicherweise für eine Menge gelösten Stoffes, entweder fest oder gasförmig, in 100 g Wasser aufgezeichnet (Brian, 2014).
Die Sättigungskurven für verschiedene gelöste Stoffe in Wasser sind in Abbildung 2 dargestellt.
Auf der Koordinatenachse haben wir die Temperatur in Grad Celsius und auf der Abszissenachse die Konzentration des gelösten Stoffes in Gramm gelösten Stoffs pro 100 Gramm Wasser.
Die Kurve gibt den Sättigungspunkt bei einer bestimmten Temperatur an. Der Bereich unter der Kurve zeigt an, dass Sie eine ungesättigte Lösung haben und daher mehr gelöster Stoff hinzugefügt werden kann.
Der Bereich über der Kurve hat eine übersättigte Lösung. (Löslichkeitskurven, sf)
Am Beispiel von Natriumchlorid (NaCl) können bei 25 Grad Celsius ungefähr 35 Gramm NaCl in 100 Gramm Wasser gelöst werden, um eine gesättigte Lösung zu erhalten. (Cambrige University, sf)
Beispiele für gesättigte Lösungen
Gesättigte Lösungen finden sich täglich, es ist nicht erforderlich, sich in einem chemischen Labor zu befinden. Das Lösungsmittel muss nicht unbedingt Wasser sein. Im Folgenden finden Sie alltägliche Beispiele für gesättigte Lösungen:
- Soda und alkoholfreie Getränke sind im Allgemeinen gesättigte Lösungen von Kohlendioxid in Wasser. Deshalb bilden sich beim Ablassen des Drucks Kohlendioxidblasen.
-Die Erdböden sind mit Stickstoff gesättigt.
- Sie können dem Essig Zucker oder Salz hinzufügen, um eine gesättigte Lösung zu bilden.
- Fügen Sie Milchpulver zu Milch hinzu, bis es sich nicht auflöst. Es bildet sich eine gesättigte Lösung.
-Milch kann so stark mit Mehl gesättigt werden, dass der Milch kein Mehl mehr zugesetzt werden kann.
- Geschmolzene Butter kann mit Salz gesättigt werden, wenn sich das Salz nicht mehr auflöst.
Was ist eine übersättigte Lösung?
Die Definition einer übersättigten Lösung ist eine, die mehr gelösten Stoff enthält, als normalerweise im Lösungsmittel gelöst werden könnte. Dies erfolgt normalerweise durch Erhöhen der Temperatur der Lösung.
Eine geringfügige Änderung der Lösung oder das Einbringen eines "Keims" oder eines winzigen gelösten Kristalls erzwingt die Kristallisation des überschüssigen gelösten Stoffes. Wenn es keinen Keimbildungspunkt für die Kristallbildung gibt, kann der überschüssige gelöste Stoff in Lösung bleiben.
Eine andere Form der Übersättigung kann auftreten, wenn eine gesättigte Lösung sorgfältig abgekühlt wird. Diese Änderung der Bedingungen bedeutet, dass die Konzentration tatsächlich höher als der Sättigungspunkt ist, die Lösung wurde übersättigt.
Dies kann beim Rekristallisationsprozess zur Reinigung einer Chemikalie verwendet werden: Es löst sich in heißem Lösungsmittel bis zum Sättigungspunkt auf. Wenn das Lösungsmittel abkühlt und die Löslichkeit abnimmt, fällt überschüssiger gelöster Stoff aus.
Die Verunreinigungen, die in einer viel geringeren Konzentration vorliegen, sättigen das Lösungsmittel nicht und bleiben somit in der Flüssigkeit gelöst.
Verweise
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 7. Juli). Definition und Beispiele für gesättigte Lösungen. Abgerufen von about: about.com
- Cambrige Universität. (sf). Löslichkeitskurven. Abgerufen von dynamiccience.com: dynamiccience.com.au.
- Beispiele für gesättigte Lösung. (sf). Von yourdcitionary abgerufen: examples.yourdictionary.com.
- , S. (2014, 4. Juni). Gesättigte und übersättigte Lösungen. Von socratic.org abgerufen: socratic.org.
- James, N. (nd). Gesättigte Lösung: Definition & Beispiele. Abgerufen von study.com: study.com.
- B. (2014, 14. Oktober). Gesättigte und übersättigte Lösungen. Von socratic.org abgerufen: socratic.org.
- Löslichkeitskurven. (sf). Von KentChemistry abgerufen: kentchemistry.com.
- Tipps der Sättigung. (2014, 26. Juni). Abgerufen von Chemie Libretex: chem.libretexts.org.