- ปัจจัยที่มีผลต่อความอิ่มตัว
- อุณหภูมิ
- ความดัน
- องค์ประกอบทางเคมี
- ปัจจัยทางกล
- เส้นโค้งความอิ่มตัวและความสามารถในการละลาย
- ตัวอย่างสารละลายอิ่มตัว
- สารละลายอิ่มตัวคืออะไร?
- อ้างอิง
สารละลายอิ่มตัวเป็นวิธีการแก้ปัญหาสารเคมีที่มีความเข้มข้นสูงสุดของตัวถูกละลายที่ละลายในตัวทำละลาย ถือว่าเป็นสภาวะสมดุลแบบไดนามิกที่ความเร็วที่ตัวทำละลายละลายตัวถูกละลายและความเร็วในการตกผลึกใหม่เท่ากัน (J. , 2014)
ตัวถูกละลายเพิ่มเติมจะไม่ละลายในสารละลายอิ่มตัวและจะปรากฏในเฟสที่แตกต่างกันไม่ว่าจะเป็นการตกตะกอนหากเป็นของแข็งในของเหลวหรือเป็นฟองถ้าเป็นก๊าซในของเหลว (Anne Marie Helmenstine, 2016)
ตัวอย่างของสารละลายอิ่มตัวแสดงอยู่ในรูปที่ 1 ในรูปที่ 1.1, 1.2 และ 1.3 มีปริมาตรน้ำคงที่ในบีกเกอร์ ในรูปที่ 1.1 กระบวนการอิ่มตัวเริ่มขึ้นโดยที่ตัวถูกละลายเริ่มละลายแสดงด้วยลูกศรสีแดง
ในรูปที่ 1.2 ของแข็งส่วนใหญ่ได้ละลาย แต่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากกระบวนการตกผลึกซ้ำซึ่งแสดงด้วยลูกศรสีน้ำเงิน
ในรูปที่ 1.3 ตัวถูกละลายเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ยังคงไม่ละลาย ในกรณีนี้อัตราการตกผลึกซ้ำจะมากกว่าอัตราการละลาย (ความอิ่มตัว, 2014)
จุดของความเข้มข้นสูงสุดของตัวถูกละลายในตัวทำละลายเรียกว่าจุดอิ่มตัว
ปัจจัยที่มีผลต่อความอิ่มตัว
ปริมาณของตัวถูกละลายที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายจะขึ้นอยู่กับปัจจัยที่แตกต่างกันซึ่งสิ่งที่สำคัญที่สุด ได้แก่ :
อุณหภูมิ
ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นเกลือสามารถละลายในน้ำร้อนได้มากกว่าในน้ำเย็น
อย่างไรก็ตามอาจมีข้อยกเว้นตัวอย่างเช่นความสามารถในการละลายของก๊าซในน้ำจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้โมเลกุลของตัวถูกละลายจะได้รับพลังงานจลน์เมื่อมันร้อนขึ้นซึ่งจะช่วยให้พวกมันหลบหนีได้ง่ายขึ้น
ความดัน
ความดันที่เพิ่มขึ้นสามารถบังคับให้ละลายตัวถูกละลายได้ โดยทั่วไปจะใช้ในการละลายก๊าซในของเหลว
องค์ประกอบทางเคมี
ลักษณะของตัวถูกละลายและตัวทำละลายและการปรากฏตัวของสารเคมีอื่น ๆ ในสารละลายมีผลต่อความสามารถในการละลาย ตัวอย่างเช่นน้ำตาลสามารถละลายในน้ำได้มากกว่าเกลือในน้ำ ในกรณีนี้น้ำตาลถูกกล่าวว่าละลายน้ำได้มากขึ้น
เอทานอลในน้ำละลายน้ำได้อย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ตัวทำละลายจะเป็นสารประกอบที่พบในปริมาณที่มากขึ้น
ปัจจัยทางกล
ในทางตรงกันข้ามกับอัตราการละลายซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นหลักอัตราการตกผลึกซ้ำขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของตัวถูกละลายที่พื้นผิวของตาข่ายคริสตัลซึ่งเป็นที่นิยมเมื่อสารละลายไม่เคลื่อนที่
ดังนั้นการกวนสารละลายจะป้องกันการสะสมนี้ทำให้เกิดการละลายสูงสุด (ความอิ่มตัวของสี, 2014)
เส้นโค้งความอิ่มตัวและความสามารถในการละลาย
เส้นโค้งความสามารถในการละลายเป็นฐานข้อมูลแบบกราฟิกที่เปรียบเทียบปริมาณของตัวถูกละลายที่ละลายในปริมาณของตัวทำละลายที่อุณหภูมิที่กำหนด
เส้นโค้งความสามารถในการละลายมักใช้สำหรับปริมาณของตัวถูกละลายทั้งของแข็งหรือก๊าซในน้ำ 100 กรัม (Brian, 2014)
เส้นโค้งความอิ่มตัวของตัวถูกละลายต่างๆในน้ำแสดงไว้ในรูปที่ 2
บนแกนของพิกัดเรามีอุณหภูมิเป็นองศาเซนติเกรดและบนแกนของ abscissa เรามีความเข้มข้นของตัวถูกละลายแสดงเป็นกรัมของตัวถูกละลายต่อน้ำ 100 กรัม
เส้นโค้งแสดงถึงจุดอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด พื้นที่ใต้เส้นโค้งแสดงว่าคุณมีสารละลายไม่อิ่มตัวดังนั้นจึงสามารถเพิ่มตัวถูกละลายได้มากขึ้น
บริเวณเหนือเส้นโค้งมีสารละลายอิ่มตัว (เส้นโค้งการละลาย, sf)
ยกตัวอย่างโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซนติเกรดประมาณ 35 กรัมของ NaCl สามารถละลายในน้ำ 100 กรัมเพื่อให้ได้สารละลายอิ่มตัว (มหาวิทยาลัย Cambrige, sf)
ตัวอย่างสารละลายอิ่มตัว
สารละลายอิ่มตัวสามารถพบได้ในแต่ละวันโดยไม่จำเป็นต้องอยู่ในห้องปฏิบัติการทางเคมี ตัวทำละลายไม่จำเป็นต้องเป็นน้ำ ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างประจำวันของสารละลายอิ่มตัว:
- โซดาและน้ำอัดลมโดยทั่วไปเป็นสารละลายอิ่มตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำ นั่นคือเหตุผลที่เมื่อความดันถูกปลดปล่อยฟองก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก่อตัวขึ้น
- ดินดินอิ่มตัวด้วยไนโตรเจน
- คุณสามารถเติมน้ำตาลหรือเกลือลงในน้ำส้มสายชูเพื่อสร้างสารละลายอิ่มตัว
- เติมช็อกโกแลตผงลงในนมจนไม่ละลายกลายเป็นสารละลายอิ่มตัว
- นมสามารถอิ่มตัวด้วยแป้งในระดับที่ไม่สามารถเติมแป้งลงในนมได้อีก
- เนยละลายสามารถอิ่มตัวกับเกลือได้เมื่อเกลือไม่ละลายอีกต่อไป
สารละลายอิ่มตัวคืออะไร?
คำจำกัดความของสารละลายไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนคือสารละลายที่มีตัวถูกละลายมากกว่าปกติที่สามารถละลายได้ในตัวทำละลาย โดยปกติจะทำได้โดยการเพิ่มอุณหภูมิของสารละลาย
การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของสารละลายหรือการนำ "เมล็ด" หรือคริสตัลตัวถูกละลายขนาดเล็กจะบังคับให้เกิดการตกผลึกของตัวถูกละลายส่วนเกิน หากไม่มีจุดนิวเคลียสสำหรับการสร้างผลึกตัวถูกละลายส่วนเกินจะยังคงอยู่ในสารละลาย
ความอิ่มตัวอีกรูปแบบหนึ่งอาจเกิดขึ้นได้เมื่อสารละลายอิ่มตัวถูกทำให้เย็นลงอย่างระมัดระวัง การเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขนี้หมายความว่าความเข้มข้นสูงกว่าจุดอิ่มตัวจริง ๆ สารละลายจึงอิ่มตัวมากเกินไป
สิ่งนี้สามารถใช้ในกระบวนการตกผลึกซ้ำเพื่อทำให้สารเคมีบริสุทธิ์โดยจะละลายจนถึงจุดอิ่มตัวในตัวทำละลายร้อนจากนั้นเมื่อตัวทำละลายเย็นลงและความสามารถในการละลายลดลงตัวถูกละลายส่วนเกินจะตกตะกอน
สิ่งสกปรกซึ่งมีอยู่ในความเข้มข้นต่ำกว่ามากจะไม่ทำให้ตัวทำละลายอิ่มตัวและยังคงละลายอยู่ในของเหลว
อ้างอิง
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 7 กรกฎาคม). นิยามและตัวอย่างของโซลูชันที่อิ่มตัว ดึงมาจาก about: about.com
- มหาวิทยาลัย Cambrige (เอสเอฟ) เส้นโค้งการละลาย ดึงมาจาก dynamicscience.com: dynamicscience.com.au.
- ตัวอย่างสารละลายอิ่มตัว (เอสเอฟ) สืบค้นจาก yourdcitionary: examples.yourdictionary.com.
- , ส. (2557, 4 มิถุนายน). สารละลายอิ่มตัวและอิ่มตัวมากเกินไป สืบค้นจาก socratic.org: socratic.org.
- เจมส์, N. (nd). สารละลายอิ่มตัว: คำจำกัดความและตัวอย่าง ดึงมาจาก study.com: study.com.
- , บี. (2557, 14 ตุลาคม). สารละลายอิ่มตัวและอิ่มตัวมากเกินไป สืบค้นจาก socratic.org: socratic.org.
- เส้นโค้งการละลาย (เอสเอฟ) สืบค้นจาก KentChemistry: kentchemistry.com.
- ความอิ่มตัวของสี (2557 26 มิถุนายน). สืบค้นจากเคมี libretex: chem.libretexts.org.