ما هو الحل المشبع؟ (مع أمثلة)

المحلول المشبع هو محلول كيميائي يحتوي على أقصى تركيز للمذاب المذاب في مذيب. يُعتبر حالة من التوازن الديناميكي حيث تكون السرعة التي يذوب فيها المذيب الذائب ومعدل إعادة التبلور متساوية (J. ، 2014).

لن يذوب المذاب الإضافي في محلول مشبع وسيظهر في مرحلة مختلفة ، سواء كان مترسلاً إذا كان صلبًا في سائل أو فاعلًا إذا كان غازًا في سائل (Anne Marie Helmenstine ، 2016).

مثال للحل المشبع موضح في الشكل 1. في الشكل 1.1 ، 1.2 و 1.3 هناك حجم ثابت من الماء في الدورق. في الشكل 1.1 ، تبدأ عملية التشبع ، حيث تبدأ المادة المذابة في الذوبان ، ممثلة بالسهام الحمراء.

في الشكل 1.2 ، تم إذابة جزء كبير من المادة الصلبة ، ولكن ليس بسبب عملية إعادة التبلور ، والتي تمثلت في الأسهم الزرقاء.

في الشكل 1.3 ، تبقى كمية صغيرة من المذاب دون حل. في هذه الحالة ، يكون معدل التبلور أكبر من معدل الذوبان. (أنابيب التشبع ، 2014)

تُعرف نقطة التركيز الأقصى للمذاب في المذيب باسم نقطة التشبع.

العوامل المؤثرة في التشبع

تعتمد كمية المادة المذابة التي يمكن إذابتها في مذيب على عوامل مختلفة ، أهمها:

درجة الحرارة

الذوبان يزيد مع درجة الحرارة. على سبيل المثال ، يمكن إذابة الملح في الماء الساخن أكثر من الماء البارد.

ومع ذلك ، قد تكون هناك استثناءات ، على سبيل المثال ، تتناقص قابلية ذوبان الغازات في الماء مع زيادة درجة الحرارة. في هذه الحالة ، تتلقى الجزيئات المذابة الطاقة الحركية عند تسخينها ، مما يسهل هروبها.

الضغط

زيادة الضغط يمكن أن يفرض انحلال المذاب. يستخدم هذا عادة لحل الغازات في السوائل.

التركيب الكيميائي

تؤثر طبيعة الذوبان والمذيب ووجود مركبات كيميائية أخرى في المحلول على الذوبان. على سبيل المثال ، يمكنك إذابة كمية أكبر من السكر في الماء ، من الملح في الماء. في هذه الحالة يقال أن السكر أكثر قابلية للذوبان.

الايثانول في الماء قابل للذوبان تماما مع بعضها البعض. في هذه الحالة بالذات ، يكون المذيب هو المركب بكمية أكبر.

العوامل الميكانيكية

على عكس معدل الذوبان ، الذي يعتمد بشكل أساسي على درجة الحرارة ، يعتمد معدل إعادة التبلور على تركيز المادة المذابة على سطح الشبكة البلورية ، والتي يتم تفضيلها عندما يكون المحلول غير متحرك.

لذلك ، فإن تحريض المحلول يتجنب هذا التراكم ، مما يزيد من الذوبان (أنابيب التشبع ، 2014).

منحنيات التشبع والذوبان

منحنيات القابلية للذوبان هي قاعدة بيانات رسومية حيث تتم مقارنة كمية المادة المذابة في كمية من المذيب ، عند درجة حرارة معينة.

يتم رسم منحنيات القابلية للذوبان بشكل شائع لكمية من المذاب ، إما صلب أو غاز ، في 100 غرام من الماء (براين ، 2014).

يوضح الشكل 2 منحنيات التشبع للعديد من المذاب في الماء.

في محور الإحداثيات لديك درجة الحرارة في درجة مئوية ، وفي محور الأبجدية لديك تركيز المذاب يعبر عن غرام من المذاب لكل 100 غرام من الماء.

يشير المنحنى إلى نقطة التشبع عند درجة حرارة معينة. تشير المنطقة الموجودة أسفل المنحنى إلى وجود حل غير مشبع وبالتالي يمكنك إضافة المزيد من الذوبان.

المنطقة الموجودة فوق المنحنى بها محلول مفرط التشبع. (منحنيات الذوبان ، سادس)

على سبيل المثال ، كلوريد الصوديوم (NaCl) ، عند درجة حرارة 25 درجة مئوية ، يمكنك إذابة حوالي 35 جرام من كلوريد الصوديوم في 100 غرام من الماء للحصول على محلول مشبع. (جامعة كامبريج ، الثانية)

أمثلة على الحلول المشبعة

يمكن العثور على المحاليل المشبعة على أساس يومي ، وليس من الضروري أن تكون في المختبر الكيميائي. المذيب ليس بالضرورة أن يكون ماء. فيما يلي أمثلة يومية للحلول المشبعة:

- المشروبات الغازية والمشروبات الغازية بشكل عام عبارة عن محاليل مشبعة بثاني أكسيد الكربون في الماء. لهذا السبب ، عندما يتم إطلاق الضغط ، تتشكل فقاعات ثاني أكسيد الكربون.

- التربة مشبعة بالنيتروجين.

يمكن إضافة السكر أو الملح إلى الخل لتشكيل محلول مشبع.

- أضف مسحوق الشوكولاتة إلى الحليب حتى لا يذوب ، مشكلاً محلول مشبع.

- يمكن تشبع اللبن بالدقيق لدرجة أنه لا يمكنك إضافة المزيد من الدقيق إلى الحليب.

- يمكن تشبع الزبدة المذابة بالملح ، عندما لا يذوب الملح.

ما هو الحل المفرط؟

تعريف المحلول الزائد هو محلول يحتوي على مذيب أكثر مما يمكن حله عادة في المذيب. وعادة ما يتم ذلك عن طريق زيادة درجة حرارة الحل.

تغيير طفيف في المحلول أو إدخال "بذرة" أو بلورة ذائبة صغيرة ستفرض بلورة الذائب الزائد. إذا لم يكن هناك نقطة نواة لتشكيل البلورة ، يمكن أن تظل المادة الذائبة الزائدة في المحلول.

يمكن أن يحدث شكل آخر من فرط التشبع عندما يتم تبريد المحلول المشبع بعناية. هذا التغيير في الظروف يعني أن التركيز أكبر في الواقع من نقطة التشبع ، فقد تشبع المحلول.

يمكن استخدام هذا في عملية إعادة التبلور لتنقية مادة كيميائية: يذوب إلى درجة التشبع في المذيب الساخن ، ثم عندما يبرد المذيب وينخفض ​​الذوبان ، يترسب المذاب الزائد.

الشوائب ، الموجودة في تركيز أقل بكثير ، لا تشبع المذيب وبالتالي تظل مذابة في السائل.

مراجع

  1. آن ماري هيلمنستين ، ص. (2016 ، 7 يوليو). تعريف الحل المشبع والأمثلة . تم الاسترجاع من حوالي: about.com
  2. جامعة كامبري. (SF). منحنيات الذوبان . تم الاسترجاع من dynamicscience.com: dynamicscience.com.au.
  3. أمثلة من الحل المشبع . (SF). تم الاسترجاع من yourdcitionary: example.yourdictionary.com.
  4. ، س. (2014 ، 4 يونيو). حلول مشبعة ومشبعة . تم الاسترجاع من socratic.org: socratic.org.
  5. جيمس ، ن. الحل المشبع: التعريف والأمثلة . تم الاسترجاع من study.com: study.com.
  6. ، ب. (2014 ، 14 أكتوبر). حلول مشبعة ومشبعة . تم الاسترجاع من socratic.org: socratic.org.
  7. منحنيات الذوبان . (SF). تم الاسترجاع من KentChemistry: kentchemistry.com.
  8. أنابيب التشبع . (2014 ، 26 يونيو). تم الاسترجاع من الكيمياء libretex: chem.libretexts.org.