- Wat is een onverzadigde oplossing?
- Effect van temperatuur
- Onoplosbare vaste stoffen
- Voorbeelden
- Verschil met verzadigde oplossing
- Referenties
Een onverzadigde oplossing is een oplossing waarin het oplosmiddelmedium nog meer opgeloste stof kan oplossen. Dit medium is over het algemeen vloeibaar, maar het kan ook gasvormig zijn. Wat betreft de opgeloste stof, het is een conglomeraat van deeltjes in vaste of gasvormige toestand.
En hoe zit het met vloeibare opgeloste stoffen? In dit geval is de oplossing homogeen zolang beide vloeistoffen mengbaar zijn. Een voorbeeld hiervan is de toevoeging van ethylalcohol aan water; de twee vloeistoffen met hun moleculen, CH 3 CH 2 OH en H 2 O, zijn mengbaar omdat ze waterstofbruggen vormen (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
Bron: Pixabay
Als dichloormethaan (CH 2 Cl 2 ) en water echter zouden worden gemengd , zouden ze een oplossing vormen met twee fasen: de ene waterig en de andere organisch. Waarom? Omdat de moleculen van CH 2 Cl 2 en H 2 O zeer zwak met elkaar in wisselwerking staan, zodat de ene over de andere glijdt, resulterend in twee onmengbare vloeistoffen.
Een kleine druppel CH 2 Cl 2 (opgeloste stof) is voldoende om het water (oplosmiddel) te verzadigen. Als ze daarentegen een onverzadigde oplossing zouden kunnen vormen, zou een volledig homogene oplossing worden gezien. Om deze reden kunnen alleen vaste en gasvormige opgeloste stoffen onverzadigde oplossingen genereren.
Wat is een onverzadigde oplossing?
In een onverzadigde oplossing werken de oplosmiddelmoleculen zo effectief samen dat de opgeloste moleculen geen andere fase kunnen vormen.
Wat betekent dit? Dat de interacties tussen oplosmiddel en opgeloste stof, gegeven de druk- en temperatuuromstandigheden, de interacties tussen opgeloste stof en opgeloste stof overtreffen.
Zodra de interacties tussen opgeloste stof en opgeloste stof toenemen, 'orkestreren' ze de vorming van een tweede fase. Als het oplossende medium bijvoorbeeld een vloeistof is en de opgeloste stof een vaste stof, zal deze laatste oplossen in de eerste om een homogene oplossing te vormen, totdat een vaste fase verschijnt, die niets meer is dan de neergeslagen opgeloste stof.
Dit neerslag is te wijten aan het feit dat de opgeloste moleculen erin slagen zich te groeperen vanwege hun chemische aard, intrinsiek aan hun structuur of bindingen. Wanneer dit gebeurt, wordt gezegd dat de oplossing verzadigd is met opgeloste stof.
Daarom bestaat een onverzadigde oplossing van vaste opgeloste stof uit een vloeibare fase zonder neerslag. Terwijl als de opgeloste stof gasvormig is, een onverzadigde oplossing vrij moet zijn van de aanwezigheid van bellen (die niets meer zijn dan clusters van gasmoleculen).
Effect van temperatuur
De temperatuur beïnvloedt rechtstreeks de mate van onverzadiging van een oplossing ten opzichte van een opgeloste stof. Dit kan voornamelijk te wijten zijn aan twee redenen: de verzwakking van de opgeloste stof-opgeloste interacties door het effect van warmte en de toename van moleculaire trillingen die helpen om de opgeloste moleculen te verspreiden.
Als een oplosmiddelmedium wordt beschouwd als een compacte ruimte in de gaten waarin de opgeloste moleculen zijn ondergebracht, zullen de moleculen naarmate de temperatuur stijgt, trillen, waardoor deze gaten groter worden; zodanig dat de opgeloste stof in andere richtingen kan doorbreken.
Onoplosbare vaste stoffen
Sommige opgeloste stoffen hebben echter zulke sterke interacties dat oplosmiddelmoleculen ze nauwelijks kunnen scheiden. Wanneer dit het geval is, is een minimale concentratie van de opgeloste opgeloste stof voldoende om deze neer te slaan, en is het dan een onoplosbare vaste stof.
Door een tweede vaste fase te vormen die verschilt van de vloeibare fase, worden onoplosbare vaste stoffen weinig onverzadigde oplossingen gegenereerd. Als bijvoorbeeld 1 liter vloeistof A slechts 1 gram B kan oplossen zonder neer te slaan, dan zal het mengen van 1 liter A met 0,5 gram B een onverzadigde oplossing opleveren.
Evenzo vormen een reeks concentraties tussen 0 en 1 g B ook onverzadigde oplossingen. Maar als je van 1 g gaat, zal B neerslaan. Wanneer dit gebeurt, gaat de oplossing van onverzadigd naar verzadigd met B.
Wat als de temperatuur wordt verhoogd? Als een oplossing verzadigd met 1,5 g B wordt verwarmd, zal de warmte helpen het neerslag op te lossen. Als er echter veel neergeslagen B is, zal warmte het niet kunnen oplossen. Als dat het geval is, zou een temperatuurstijging eenvoudig oplosmiddel of vloeistof A verdampen.
Voorbeelden
Bron: Pixabay
Voorbeelden van onverzadigde oplossingen zijn talrijk, omdat ze afhankelijk zijn van het oplosmiddel en de opgeloste stof. Voor dezelfde vloeistof A en andere opgeloste stoffen C, D, E … Z zullen hun oplossingen bijvoorbeeld onverzadigd zijn zolang ze niet neerslaan of een luchtbel vormen (als het gasvormige opgeloste stoffen zijn).
-De zee kan twee voorbeelden geven. Zeewater is een enorme oplossing van zouten. Als een beetje van dit water wordt gekookt, zal worden opgemerkt dat het onverzadigd is in afwezigheid van neergeslagen zout. Als het water echter verdampt, beginnen de opgeloste ionen samen te klonteren, waardoor de salpeter aan de pot blijft plakken.
-Een ander voorbeeld is het oplossen van zuurstof in het water van de zeeën. Het O 2 -molecuul doorkruist de diepten van de zee ver genoeg om de mariene fauna te laten ademen; ondanks het feit dat het slecht oplosbaar is. Om deze reden is het gebruikelijk om zuurstofbellen te observeren die naar de oppervlakte komen; waarvan enkele moleculen erin slagen op te lossen.
Een vergelijkbare situatie doet zich voor met het koolstofdioxidemolecuul, CO 2 . In tegenstelling tot O 2 is CO 2 iets beter oplosbaar omdat het reageert met water om koolzuur, H 2 CO 3, te vormen .
Verschil met verzadigde oplossing
Samenvattend wat hierboven is uitgelegd, wat zijn de verschillen tussen een onverzadigde en een verzadigde oplossing? Ten eerste het visuele aspect: een onverzadigde oplossing bestaat uit slechts één fase. Daarom mag er geen vaste stof (vaste fase) of bellen (gasfase) aanwezig zijn.
Ook kunnen de concentraties van opgeloste stof in een onverzadigde oplossing variëren totdat zich een neerslag of bel vormt. In verzadigde, tweefasige oplossingen (vloeibaar-vast of vloeibaar-gasvormig) is de concentratie opgeloste stof constant.
Waarom? Omdat de deeltjes (moleculen of ionen) waaruit het neerslag bestaat een evenwicht opbouwen met de deeltjes die in het oplosmiddel zijn opgelost:
Deeltjes (uit het neerslag <=> opgeloste deeltjes
Bubble Molecules <=> Opgeloste moleculen
Dit scenario wordt niet overwogen in onverzadigde oplossingen. Wanneer je probeert meer opgeloste stof op te lossen in een verzadigde oplossing, verschuift het evenwicht naar links; tot de vorming van meer neerslag of bellen.
Omdat in onverzadigde oplossingen dit evenwicht (verzadiging) nog niet tot stand is gebracht, kan de vloeistof meer vaste stof of gas "opslaan".
Opgeloste zuurstof is aanwezig rond een alg op de zeebodem, maar wanneer zuurstofbellen uit de bladeren komen, betekent dit dat er gasverzadiging optreedt; anders zouden er geen bellen worden waargenomen.
Referenties
- Algemene scheikunde. Lesmateriaal. Lima: Pauselijke Katholieke Universiteit van Peru. Hersteld van: corinto.pucp.edu.pe
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Definitie van onverzadigde oplossing. Hersteld van: thoughtco.com
- TutorVista. (sf). Onverzadigde oplossing. Genomen uit: chemistry.tutorvista.com
- Chemie LibreTexts. (sf). Soorten verzadiging. Hersteld van: chem.libretexts.org
- Nadine James. (2018). Onverzadigde oplossing: definitie en voorbeelden. Hersteld van: study.com