Ορισμός κορεσμένου διαλύματος στη Χημεία

Στη χημεία, ένα κορεσμένο διάλυμα είναι ένα χημικό διάλυμα που περιέχει τη μέγιστη ποσότητα διαλυμένης ουσίας διαλυμένη στο διαλύτη. Το σημείο κορεσμού είναι το σημείο μέγιστης συγκέντρωσης. Η πρόσθετη διαλυμένη ουσία δεν θα διαλυθεί σε ένα κορεσμένο διάλυμα ούτε θα περάσει το σημείο κορεσμού.

Παράγοντες που επηρεάζουν τον κορεσμό

Η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που διαλύεται σε έναν διαλύτη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Μερικοί από τους βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη διαλυτότητα είναι:

• Θερμοκρασία :Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τη διαλυτότητα, μέχρι ένα σημείο. Για παράδειγμα, περισσότερο αλάτι διαλύεται στο ζεστό νερό παρά στο κρύο. Ένα κορεσμένο διάλυμα σε ψυχρή θερμοκρασία έχει χαμηλότερη συγκέντρωση από ένα κορεσμένο διάλυμα σε υψηλότερη θερμοκρασία.
• Πίεση :Η αύξηση της πίεσης αναγκάζει περισσότερη διαλυμένη ουσία στο διάλυμα. Μια εφαρμογή είναι η διάλυση αερίων σε υγρά, όπως το διοξείδιο του άνθρακα σε σόδα.
• Χημική Σύνθεση :Η φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη επηρεάζουν τη διαλυτότητα. Το ίδιο συμβαίνει και με την παρουσία άλλων ενώσεων στο διάλυμα. Για παράδειγμα, μπορείτε να διαλύσετε περισσότερη ζάχαρη στο νερό παρά αλάτι στο νερό.
• pH :Η οξύτητα ή η βασικότητα ενός διαλύματος επηρεάζει τη διάσταση ή όχι των ιόντων, επομένως επηρεάζει τη διαλυτότητα.

Κορεσμένα έναντι υπερκορεσμένων λύσεων

Ο έλεγχος αυτών των παραγόντων επιτρέπει τον υπερκορεσμό. Μια υπερκορεσμένη λύση είναι ένα ασταθές διάλυμα που περιέχει περισσότερη διαλυμένη ουσία από αυτή που θα έπρεπε να διαλυθεί στον διαλύτη. Για παράδειγμα, εάν παρασκευάσετε ένα κορεσμένο διάλυμα ζάχαρης σε ζεστό νερό και στη συνέχεια ψύξετε το διάλυμα, γίνεται υπερκορεσμένο όταν αλλάζει η θερμοκρασία. Η διατάραξη του διαλύματος ή η προσθήκη ενός σημείου πυρήνωσης (όπως ένας κρύσταλλος σπόρων ή ακόμα και μια γρατσουνιά στο δοχείο) προκαλεί ανάπτυξη κρυστάλλων.

Παραδείγματα κορεσμένων διαλυμάτων

Τα κορεσμένα διαλύματα είναι κοινά σε κάθε ζωή, όχι μόνο στο εργαστήριο! Ακολουθούν μερικά γνωστά παραδείγματα:

• Η σόδα είναι ένα κορεσμένο διάλυμα διοξειδίου του άνθρακα στο νερό. Όταν η πίεση μειώνεται ανοίγοντας το δοχείο, η διαλυτότητα του διοξειδίου του άνθρακα μειώνεται και βγαίνει με φυσαλίδες από το διάλυμα.
• Η προσθήκη ζάχαρης στον καφέ ή το τσάι μέχρι να σταματήσει να διαλύεται, σχηματίζεται ένα κορεσμένο διάλυμα.
• Προσθέτοντας αλάτι στο λιωμένο βούτυρο μέχρι το σημείο που οι κόκκοι σταματούν να διαλύονται σχηματίζεται ένα κορεσμένο διάλυμα.
• Το μέλι είναι ένα κορεσμένο διάλυμα σακχάρων (γλυκόζη και φρουκτόζη) σε νερό. Εάν βάλετε το μέλι στο ψυγείο, αυτό κρυσταλλώνεται γιατί η μείωση της θερμοκρασίας μειώνει τη διαλυτότητα του σακχάρου.
• Ανακατεύοντας το μείγμα κακάο σε σκόνη σε νερό ή γάλα μέχρι να σταματήσει να διαλύεται, σχηματίζεται ένα κορεσμένο διάλυμα.
• Μπορείτε να προσθέσετε σαπούνι σε σκόνη στο νερό μέχρι να μην διαλυθεί άλλο, δημιουργώντας ένα κορεσμένο διάλυμα.

Πώς να φτιάξετε ένα κορεσμένο διάλυμα

Υπάρχουν περισσότεροι από ένας τρόποι παρασκευής ενός κορεσμένου διαλύματος:

1. Προσθέστε τη διαλυμένη ουσία σε έναν διαλύτη μέχρι να μην διαλυθεί.
2. Εξατμίστε τον διαλύτη από ένα ακόρεστο διάλυμα μέχρι να φτάσει στο σημείο κορεσμού.
3. Προσθέστε έναν κρύσταλλο σπόρων σε ένα υπερκορεσμένο διάλυμα για να προκληθεί κρυστάλλωση. Η περίσσεια διαλυμένης ουσίας εναποτίθεται στον κρύσταλλο, αφήνοντας ένα κορεσμένο διάλυμα.
4. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η μείωση της θερμοκρασίας ενός ακόρεστου διαλύματος μειώνει τη διαλυτότητα της διαλυμένης ουσίας αρκετά ώστε να σχηματιστεί ένα κορεσμένο διάλυμα.

Τι δεν θα κάνει μια κορεσμένη λύση

Υπάρχουν δύο περιπτώσεις όπου μια διαλυμένη ουσία και ένας διαλύτης δεν μπορούν να σχηματίσουν ένα κορεσμένο διάλυμα.

1. Μη αναμίξιμες χημικές ουσίες δεν σχηματίζουν διαλύματα, κορεσμένα ή άλλα. Για παράδειγμα, δεν μπορείτε να φτιάξετε διάλυμα λαδιού και νερού γιατί δεν αναμειγνύονται. Ομοίως, δεν μπορείτε να φτιάξετε διάλυμα αλατιού και χαρτιού. Καμία χημική ουσία δεν διαλύεται στην άλλη.
2. Ομοίως, τα πλήρως αναμίξιμα διαλύματα δεν σχηματίζουν κορεσμένα διαλύματα επειδή, εξ ορισμού, συνδυάζονται σε όλες τις αναλογίες. Για παράδειγμα, η αιθανόλη και το νερό αναμιγνύονται ελεύθερα. Δεν υπάρχει σημείο κορεσμού.

Βασικά, για να σχηματίσετε ένα ακόρεστο, κορεσμένο και υπερκορεσμένο διάλυμα χρειάζεστε μια διαλυμένη ουσία που είναι τουλάχιστον μερικώς διαλυτή στον διαλύτη.

Αναφορές

• Hefter, G.T.; Tomkins, R.P.T (επιμ.) (2003). Ο Πειραματικός Προσδιορισμός Διαλυτοτήτων . Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-471-49708-0.
• Hill, J. W.; Petrucci, R. Η.; et al. (2004) General Chemistry (4η έκδ.). Pearson. ISBN:978-0131402836
• Hülya Demir, Cengiz Özmetin, M.Muhtar Kocakerim, Sinan Yapıcı, Mehmet Çopur. Προσδιορισμός ημιεμπειρικού κινητικού μοντέλου για τη διάλυση μεταλλικών σωματιδίων χαλκού σε HNO₃ λύσεις. Χημική Μηχανική και Επεξεργασία:Εντατικοποίηση Διαδικασιών 2004, 43 (8), 1095-1100. doi:10.1016/j.cep.2003.11.002
• Petrucci, R.H.; Herring, F.G.; Madura, J.D.; Bissonnette, C. (2010). Γενική Χημεία:Αρχές και Σύγχρονες Εφαρμογές (10η έκδ.). Pearson Prentice Hall. ISBN:978-0132064521.