Was ist eine verdünnte Lösung? Faktoren und Beispiele

Eine verdünnte oder ungesättigte Lösung ist eine chemische Lösung, die nicht die maximale Konzentration an gelöstem Stoff in einem Lösungsmittel erreicht hat. Der zusätzliche gelöste Stoff löst sich bei Zugabe in einer verdünnten Lösung auf und erscheint nicht in der wässrigen Phase (Anne Marie Helmenstine, 2016).

Aus physikalisch-chemischer Sicht wird eine ungesättigte Lösung als dynamischer Gleichgewichtszustand angesehen, bei dem die Geschwindigkeiten, bei denen das Lösungsmittel den gelösten Stoff löst, größer sind als die Rekristallisationsrate (J., 2014).

Ein Beispiel für eine verdünnte Lösung ist in Abbildung 1 dargestellt. In den Abbildungen 1.1, 1.2 und 1.3 befindet sich ein konstantes Wasservolumen im Becher.

In Abbildung 1.1 beginnt der Prozess, bei dem sich der gelöste Stoff aufzulösen beginnt, dargestellt durch die roten Pfeile. In diesem Fall sieht man zwei Phasen, eine flüssige und eine feste.

In Abbildung 1.2 hat sich ein Großteil des Feststoffs aufgelöst, jedoch nicht vollständig aufgrund des durch die blauen Pfeile dargestellten Rekristallisationsprozesses.

In diesem Fall sind die roten Pfeile größer als die blauen Pfeile, was bedeutet, dass die Verdünnungsrate größer ist als die der Rekristallisation. Zu diesem Zeitpunkt liegt eine ungesättigte Lösung vor (Sättigungstipps, 2014).

Wir können also sagen, dass eine verdünnte Lösung mehr gelöste Stoffe darin auflösen kann, bis sie den Sättigungspunkt erreicht. Am Sättigungspunkt löst es sich ohne weiteren gelösten Stoff im Lösungsmittel und eine solche Lösung wird als gesättigte Lösung bezeichnet.

Auf diese Weise sind Lösungen anfangs von Natur aus ungesättigt und werden schließlich zu Lösungen, die durch Zugabe von gelöstem Stoff gesättigt werden.

Was ist eine verdünnte Lösung?

Eine verdünnte Lösung ist die ungesättigte, gesättigte oder übersättigte Lösung, der mehr Lösungsmittel zugesetzt wird. Das Ergebnis ist eine ungesättigte Lösung mit geringerer Konzentration.

Verdünnungen sind in einem chemischen Labor weit verbreitet. Im Allgemeinen arbeiten wir mit verdünnten Lösungen, die aus Mutterlösungen hergestellt werden. Diese Lösungen werden direkt von einem bestimmten Händler gekauft.

Zur Herstellung der Verdünnungen wird die Formel C & sub1; V & sub1; = C & sub2; V & sub2 _{; verwendet,} wobei C die Konzentration der Lösung ist, im allgemeinen ausgedrückt als Molarität oder Normalität. V ist das Volumen der Lösung in ml und die Ausdrücke 1 und 2 entsprechen den konzentrierten bzw. verdünnten Lösungen.

Faktoren, die die Löslichkeit beeinflussen

Die Menge an gelöstem Stoff, die in einem Lösungsmittel gelöst werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, von denen die wichtigsten sind:

1- Temperatur

Die Löslichkeit steigt mit der Temperatur. Zum Beispiel kann mehr Salz in heißem Wasser als in kaltem Wasser gelöst werden.

Es kann jedoch Ausnahmen geben, beispielsweise nimmt die Löslichkeit der Gase in Wasser mit zunehmender Temperatur ab.

In diesem Fall erhalten gelöste Moleküle beim Erhitzen kinetische Energie, was ihr Entweichen erleichtert.

2- Druck.

Der Druckanstieg kann die Auflösung des gelösten Stoffes erzwingen. Dies wird üblicherweise verwendet, um Gase in Flüssigkeiten aufzulösen.

3- Chemische Zusammensetzung.

Die Art des gelösten Stoffes und des Lösungsmittels sowie die Anwesenheit anderer chemischer Verbindungen in der Lösung beeinflussen die Löslichkeit.

Sie können beispielsweise eine größere Menge Zucker in Wasser lösen als Salz in Wasser. In diesem Fall wird gesagt, dass Zucker löslicher ist.

Ethanol und Wasser sind vollständig miteinander löslich. In diesem speziellen Fall ist das Lösungsmittel die Verbindung, die in größerer Menge vorliegt.

4- Mechanische Faktoren.

Im Gegensatz zur Auflösungsgeschwindigkeit, die hauptsächlich von der Temperatur abhängt, hängt die Rekristallisationsgeschwindigkeit von der Konzentration des gelösten Stoffs auf der Oberfläche des Kristallgitters ab, die bevorzugt ist, wenn eine Lösung unbeweglich ist.

Daher vermeidet das Rühren der Lösung diese Ansammlung und maximiert die Auflösung (Tipes of Saturation, 2014).

Sättigungs- und Löslichkeitskurven

Die Löslichkeitskurven sind eine grafische Datenbank, in der die in einer Lösungsmittelmenge gelöste Menge an gelöstem Stoff bei einer bestimmten Temperatur verglichen wird.

Löslichkeitskurven werden üblicherweise für eine Menge gelösten Stoffs, entweder fest oder gasförmig, in 100 g Wasser aufgezeichnet (Brian, 2014). In Abbildung 2 sind die Sättigungskurven für mehrere in Wasser gelöste Stoffe dargestellt.

Die Kurve gibt den Sättigungspunkt bei einer bestimmten Temperatur an. Der Bereich unter der Kurve zeigt an, dass Sie eine ungesättigte Lösung haben und daher mehr gelösten Stoff hinzufügen können. Im Bereich oberhalb der Kurve befindet sich eine übersättigte Lösung (Solubility Curves, sf).

Am Beispiel von Natriumchlorid (NaCl) bei 25 Grad Celsius können ungefähr 35 Gramm NaCl in 100 Gramm Wasser gelöst werden, um eine gesättigte Lösung zu erhalten (Cambrige University, nd).

Beispiele für verdünnte Lösungen

Ungesättigte Lösungen können im Alltag gefunden werden, es ist nicht notwendig, sich in einem chemischen Labor aufzuhalten.

Das Lösungsmittel muss nicht unbedingt Wasser sein. Nachfolgend finden Sie Beispiele für verdünnte Lösungen:

• Wenn Sie einer Tasse heißen Kaffees einen Löffel Zucker hinzufügen, entsteht eine ungesättigte Zuckerlösung.
• Essig ist eine verdünnte Lösung von Essigsäure in Wasser.
• Nebel ist eine ungesättigte (aber nahezu gesättigte) Lösung von Wasserdampf in der Luft.
• 0, 01 M HCl ist eine ungesättigte Salzsäurelösung in Wasser.
• Der Desinfektionsalkohol ist eine verdünnte Lösung von Isopropylalkohol in Wasser.
• Die Suppe ist eine ungesättigte Lösung von Wasser und Natriumchlorid.
• Alkoholische Getränke sind verdünnte Lösungen von Ethanol und Wasser. Es zeigt normalerweise den Prozentsatz des Alkohols, den sie haben.