Piesātināti pret nepiesātinātiem šķīdumiem
Terminam piesātinājums dažādās ķīmijas nozarēs ir dažādas definīcijas. Lai gan fizikālajā ķīmijā piesātinājuma ideja atšķiras no tā, kā piesātinājums tiek skatīts organiskajā ķīmijā. Tomēr vārdam piesātinājums ir latīņu izcelsme, un tas burtiski nozīmē “piepildīt”. Tāpēc piesātinājuma pamatideja ir aizpildīt kopējo ietilpību, turpretim nepiesātinājums nozīmē, ka vēl ir atlicis vairāk vietas, lai aizpildītu visu ietilpību.
Kas ir piesātināts risinājums?
Šķīdumu pagatavo, izšķīdinot izšķīdušo vielu šķīdinātājā. Iegūtais maisījums ir tas, ko mēs saucam par šķīdumu. Jebkurā noteiktā temperatūrā un spiedienā pastāv ierobežojums izšķīdušās vielas daudzumam, ko var izšķīdināt noteiktā šķīdinātājā, lai šķīdums paliktu izšķīdis šķīduma fāzē. Šo robežu sauc par piesātinājuma punktu. Mēģinot izšķīdināt vairāk izšķīdušās vielas, kas pārsniedz piesātinājuma punktu, izšķīdušās vielas pārpalikums veidos nogulsnes apakšā, atdaloties cietā fāzē. Tas notiek, lai saglabātu izšķīdušo vielu ierobežojumu, ko šķīdums varētu noturēt noteiktā temperatūrā un spiedienā.
Tāpēc jebkurš šķīdums, kas ir sasniedzis savu piesātinājuma punktu, tiek dēvēts par “piesātināto šķīdumu”. Principā var būt divu veidu piesātinātie risinājumi; pilnībā piesātināts un gandrīz piesātināts. Kad tas ir pilnībā piesātināts, parasti apakšā veidojas nogulsnes, jo šķīdinātājā vairs nav iespējams izšķīdināt izšķīdušo vielu. Tā kā, ja tas ir gandrīz piesātināts, šķīdums satur gandrīz precīzu piesātinājumam nepieciešamo izšķīdušo vielu daudzumu; tādējādi nedaudz pievienotās izšķīdušās vielas apakšā var pārplīst nelielās nogulsnēs. Tāpēc, ja šķīdums ir gandrīz piesātināts, lai gan mēs to uzskatām par piesātinātu šķīdumu, mēs nevarētu redzēt nogulsnes apakšā. Noteikta šķīduma daudzuma piesātinājuma punkts mainās atkarībā no temperatūras un spiediena. Tas pats šķīdinātāja tilpums spētu noturēt lielāku daudzumu izšķīdušās vielas šķīduma fāzē augstākā temperatūrā. Tāpēc, jo augstāka temperatūra, jo lielāks ir piesātinājumam nepieciešamais izšķīdušo vielu daudzums. Turpretim, palielinot spiedienu, piesātinājums tiek sasniegts viegli.
Izšķīdinot izšķīdušo vielu šķīdinātājā, ir svarīgi to darīt, regulāri maisot. Tas tiek darīts, lai izvairītos no lokālas pārmērīgas piesātinājuma (neliels šķīdinātāja tilpuma daudzums, kas šķērso piesātinājuma punktu). Tāpēc izšķīdušajām vielām jābūt vienmērīgi sadalītām pa visu tilpumu, un tās nedrīkst nomest vienā un tajā pašā vietā.
Kas ir nepiesātināts šķīdums?
Nepiesātinātie šķīdumi ir šķīdumi, kas spēj tajos izšķīdināt vairāk izšķīdušo vielu. Šiem šķīdumiem vēl ir jāpārsniedz piesātinājuma punkts, tāpēc tie nekad nenesīs nogulsnes apakšā. Nepiesātinātie un gandrīz piesātinātie šķīdumi, kā aprakstīts iepriekš, no ārpuses izskatītos gandrīz līdzīgi, taču tos var viegli atšķirt, veicot ātru darbību. Tas nozīmē, ka, izšķīdinot nedaudz izšķīdušās vielas molekulu, gandrīz piesātināts šķīdums pārplīstu nogulsnēs, gandrīz uzreiz pārsniedzot piesātinājuma punktu, turpretim nepiesātinātam šķīdumam izskats neatšķiras, jo izšķīdušās vielas pilnībā izšķīst, jo ir pietiekami daudz. telpa, lai tos ievietotu risinājuma fāzē.
Parasti šķīdums, kas bija piesātināts zemākā temperatūrā, var kļūt nepiesātināts augstākā temperatūrā, jo temperatūras paaugstināšanās palielina izšķīdušo vielu nestspēju šķīduma fāzē.
Kāda ir atšķirība starp piesātinātajiem un nepiesātinātajiem šķīdumiem?
• Piesātinātie šķīdumi nespēj tālāk izšķīdināt izšķīdušās vielas šķīduma fāzē, turpretim nepiesātinātie šķīdumi var.
• Parasti piesātinātiem šķīdumiem apakšā ir nogulsnes, bet nepiesātinātajiem šķīdumiem nav.
• Paaugstinoties temperatūrai, piesātinājums samazinās, bet palielinās nepiesātinājums.
