สารละลายไม่อิ่มตัว: ประกอบด้วยอะไรและตัวอย่าง - เคมี - 2026

วิธีการแก้ปัญหาที่ไม่อิ่มตัวซึ่งเป็นหนึ่งในสื่อที่ตัวทำละลายที่ยังคงความสามารถในการละลายตัวละลายมากขึ้น สารนี้โดยทั่วไปเป็นของเหลวแม้ว่าจะเป็นก๊าซได้เช่นกัน เกี่ยวกับตัวถูกละลายเป็นกลุ่มของอนุภาคในสถานะของแข็งหรือก๊าซ

แล้วตัวละลายของเหลวล่ะ? ในกรณีนี้สารละลายจะเป็นเนื้อเดียวกันตราบเท่าที่ของเหลวทั้งสองผสมกันไม่ได้ ตัวอย่างนี้คือการเติมเอทิลแอลกอฮอล์ลงในน้ำ ของเหลวทั้งสองที่มีโมเลกุล CH ₃ CH ₂ OH และ H ₂ O จะผสมกันไม่ได้เนื่องจากสร้างพันธะไฮโดรเจน (CH ₃ CH ₂ OH-OH ₂ )

ที่มา: Pixabay

อย่างไรก็ตามหากผสมไดคลอโรมีเทน (CH ₂ Cl ₂ ) และน้ำเข้าด้วยกันพวกเขาจะสร้างสารละลายที่มีสองขั้นตอนคือหนึ่งในน้ำและสารอินทรีย์อื่น ๆ ทำไม? เนื่องจากโมเลกุลของ CH ₂ Cl ₂และ H ₂ O มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างอ่อนแรงดังนั้นจึงทำให้โมเลกุลหนึ่งเลื่อนไปทับอีกตัวหนึ่งทำให้เกิดของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถหลอมรวมกันได้

CH ₂ Cl ₂ (ตัวทำละลาย) หยดเล็ก ๆก็เพียงพอที่จะทำให้น้ำอิ่มตัว (ตัวทำละลาย) หากในทางตรงกันข้ามพวกเขาสามารถสร้างสารละลายไม่อิ่มตัวได้ก็จะเห็นสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ด้วยเหตุนี้ตัวถูกละลายที่เป็นของแข็งและก๊าซเท่านั้นที่สามารถสร้างสารละลายที่ไม่อิ่มตัวได้

สารละลายไม่อิ่มตัวคืออะไร?

ในสารละลายไม่อิ่มตัวโมเลกุลของตัวทำละลายจะมีปฏิสัมพันธ์กับประสิทธิภาพดังกล่าวซึ่งโมเลกุลของตัวถูกละลายไม่สามารถสร้างเฟสอื่นได้

สิ่งนี้หมายความว่า? ปฏิกิริยาระหว่างตัวทำละลายกับตัวถูกละลายเกินขึ้นอยู่กับเงื่อนไขความดันและอุณหภูมิปฏิกิริยาระหว่างตัวถูกละลายและตัวถูกละลาย

เมื่อปฏิสัมพันธ์ของตัวถูกละลายเพิ่มขึ้นพวกมันจะ "จัดเตรียม" การก่อตัวของเฟสที่สอง ตัวอย่างเช่นถ้าตัวกลางในการละลายเป็นของเหลวและตัวถูกละลายเป็นของแข็งสารหลังจะละลายในอดีตเพื่อสร้างสารละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันจนกว่าจะมีเฟสของแข็งปรากฏขึ้นซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าตัวถูกละลายที่ตกตะกอน

การตกตะกอนนี้เกิดจากการที่โมเลกุลของตัวถูกละลายจัดการรวมกลุ่มกันเนื่องจากลักษณะทางเคมีของพวกมันภายในโครงสร้างหรือพันธะ เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้สารละลายจะถูกทำให้อิ่มตัวด้วยตัวถูกละลาย

ดังนั้นสารละลายที่ไม่อิ่มตัวของตัวถูกละลายของแข็งจึงประกอบด้วยเฟสของเหลวที่ไม่มีการตกตะกอน ในขณะที่ถ้าตัวถูกละลายเป็นก๊าซดังนั้นสารละลายไม่อิ่มตัวจะต้องปราศจากฟองอากาศ (ซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่ากลุ่มของโมเลกุลของก๊าซ)

ผลกระทบของอุณหภูมิ

อุณหภูมิมีผลโดยตรงต่อระดับความไม่อิ่มตัวของสารละลายเมื่อเทียบกับตัวถูกละลาย สาเหตุหลักอาจเกิดจากสองสาเหตุ: ปฏิสัมพันธ์ของตัวถูกละลายและตัวถูกละลายที่อ่อนตัวลงเนื่องจากผลของความร้อนและการสั่นสะเทือนของโมเลกุลที่เพิ่มขึ้นซึ่งช่วยในการกระจายโมเลกุลของตัวถูกละลาย

ถ้าตัวกลางของตัวทำละลายถือเป็นช่องว่างขนาดเล็กซึ่งมีรูของโมเลกุลของตัวถูกละลายอยู่เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นโมเลกุลจะสั่นและเพิ่มขนาดของรูเหล่านี้ ในลักษณะที่ตัวถูกละลายสามารถทะลุไปในทิศทางอื่นได้

ของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ

อย่างไรก็ตามตัวถูกละลายบางชนิดมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงจนโมเลกุลของตัวทำละลายแทบจะไม่สามารถแยกออกจากกันได้ เมื่อเป็นเช่นนี้ความเข้มข้นขั้นต่ำของตัวถูกละลายที่กล่าวมาจะเพียงพอที่จะตกตะกอนและจะเป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ำ

ของแข็งที่ไม่ละลายน้ำโดยการสร้างเฟสของแข็งที่สองซึ่งแตกต่างจากเฟสของเหลวทำให้เกิดสารละลายไม่อิ่มตัวเพียงไม่กี่ตัว ตัวอย่างเช่นถ้า 1L ของของเหลว A สามารถละลาย B ได้เพียง 1g โดยไม่ตกตะกอนการผสม 1L ของ A กับ 0.5g ของ B จะทำให้ได้สารละลายที่ไม่อิ่มตัว

ในทำนองเดียวกันช่วงความเข้มข้นระหว่าง 0 ถึง 1g ของ B ก็เป็นสารละลายที่ไม่อิ่มตัวเช่นกัน แต่เมื่อไปจาก 1g B จะตกตะกอน เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นการแก้ปัญหาจะเปลี่ยนจากไม่อิ่มตัวไปเป็นอิ่มตัวด้วย B

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าอุณหภูมิเพิ่มขึ้น? หากสารละลายที่อิ่มตัวด้วย 1.5g ของ B ต้องผ่านความร้อนความร้อนจะช่วยละลายตะกอน อย่างไรก็ตามหากมีการตกตะกอน B มากความร้อนจะไม่สามารถละลายได้ ถ้าเป็นเช่นนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ตัวทำละลายหรือของเหลว A ระเหยออกไป

ตัวอย่าง

ที่มา: Pixabay

ตัวอย่างของสารละลายไม่อิ่มตัวมีมากมายเนื่องจากขึ้นอยู่กับตัวทำละลายและตัวถูกละลาย ตัวอย่างเช่นสำหรับของเหลวเดียวกัน A และตัวถูกละลายอื่น ๆ C, D, E … Z สารละลายของพวกมันจะไม่อิ่มตัวตราบเท่าที่พวกมันไม่ตกตะกอนหรือก่อตัวเป็นฟอง (ถ้าเป็นตัวถูกละลายที่เป็นก๊าซ)

- ทะเลสามารถให้สองตัวอย่าง น้ำทะเลคือการละลายของเกลือจำนวนมาก หากต้มน้ำเล็กน้อยจะสังเกตได้ว่าไม่อิ่มตัวในกรณีที่ไม่มีเกลือตกตะกอน อย่างไรก็ตามเมื่อน้ำระเหยไอออนที่ละลายแล้วจะเริ่มจับตัวกันเป็นก้อนทำให้ดินประสิวติดอยู่ที่หม้อ

- อีกตัวอย่างหนึ่งคือการละลายของออกซิเจนในน้ำทะเล โมเลกุล O ₂ข้ามความลึกของทะเลไปไกลพอที่สัตว์ทะเลจะหายใจได้ แม้ว่าจะละลายน้ำได้ไม่ดีก็ตาม ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องปกติที่จะสังเกตเห็นฟองออกซิเจนโผล่ขึ้นมาที่ผิวน้ำ ซึ่งโมเลกุลบางส่วนสามารถละลายได้

สถานการณ์ที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 ซึ่งแตกต่างจาก O ₂ , CO ₂เป็นเพียงเล็กน้อยที่ละลายน้ำได้มากขึ้นเพราะมันทำปฏิกิริยากับน้ำทำให้เกิดกรดคาร์บอนิ H ₂ CO 3

ความแตกต่างกับสารละลายอิ่มตัว

สรุปสิ่งที่เพิ่งอธิบายไปข้างต้นความแตกต่างระหว่างสารละลายไม่อิ่มตัวกับสารละลายอิ่มตัวคืออะไร? ประการแรกด้านภาพ: สารละลายไม่อิ่มตัวประกอบด้วยเฟสเดียวเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่ควรมีของแข็ง (เฟสของแข็ง) หรือฟองอากาศ (เฟสของแก๊ส)

นอกจากนี้ความเข้มข้นของตัวถูกละลายในสารละลายไม่อิ่มตัวอาจแตกต่างกันไปจนกว่าจะเกิดการตกตะกอนหรือฟอง ในขณะที่อิ่มตัวสารละลายไบฟาซิก (ของเหลว - ของแข็งหรือของเหลว - ก๊าซ) ความเข้มข้นของตัวถูกละลายที่ละลายจะคงที่

ทำไม? เนื่องจากอนุภาค (โมเลกุลหรือไอออน) ที่ประกอบกันเป็นตะกอนสร้างความสมดุลกับสิ่งที่อยู่ละลายในตัวทำละลาย:

อนุภาค (จากการตกตะกอน <=> อนุภาคที่ละลาย

Bubble Molecules <=> โมเลกุลที่ละลายน้ำ

สถานการณ์นี้ไม่ได้พิจารณาในสารละลายไม่อิ่มตัว เมื่อพยายามละลายตัวถูกละลายมากขึ้นในสารละลายอิ่มตัวดุลยภาพจะเลื่อนไปทางซ้าย ต่อการก่อตัวของตะกอนหรือฟองอากาศมากขึ้น

เนื่องจากในสารละลายไม่อิ่มตัวยังไม่ได้สร้างสมดุล (ความอิ่มตัว) ของเหลวจึงสามารถ "กักเก็บ" ของแข็งหรือก๊าซได้มากขึ้น

ออกซิเจนที่ละลายในน้ำมีอยู่รอบ ๆ สาหร่ายที่ก้นทะเล แต่เมื่อฟองออกซิเจนโผล่ออกมาจากใบไม้นั่นหมายความว่าจะเกิดการอิ่มตัวของก๊าซ มิฉะนั้นจะไม่พบฟองอากาศ

อ้างอิง

1. เคมีทั่วไป. สื่อการสอน. ลิมา: สังฆราชมหาวิทยาลัยคาทอลิกแห่งเปรู ดึงมาจาก: corinto.pucp.edu.pe
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 มิถุนายน 2561). นิยามสารละลายไม่อิ่มตัว ดึงมาจาก: thoughtco.com
3. TutorVista. (เอสเอฟ) สารละลายไม่อิ่มตัว นำมาจาก: chemistry.tutorvista.com
4. เคมี LibreTexts (เอสเอฟ) ประเภทของความอิ่มตัว สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
5. นาดีนเจมส์ (2018) สารละลายไม่อิ่มตัว: คำจำกัดความและตัวอย่าง ดึงมาจาก: study.com