Ungesättigte Lösung: Woraus besteht sie und Beispiele
Eine ungesättigte Lösung ist jede Lösung, in der das Lösungsmittelmedium noch mehr gelösten Stoff auflösen kann. Dieses Medium ist in der Regel flüssig, kann aber auch gasförmig sein. In Bezug auf den gelösten Stoff handelt es sich um ein Konglomerat von Partikeln in festem oder gasförmigem Zustand.
Und was ist mit flüssigen gelösten Stoffen? In diesem Fall ist die Auflösung homogen, solange beide Flüssigkeiten mischbar sind. Ein Beispiel hierfür ist die Zugabe von Ethylalkohol zu Wasser; Die beiden Flüssigkeiten mit ihren Molekülen CH 3 CH 2 OH und H 2 O sind mischbar, da sie Wasserstoffbrückenbindungen bilden (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
Wenn jedoch Dichlormethan (CH 2 Cl 2 ) mit Wasser gemischt würde, würden diese eine zweiphasige Lösung bilden: eine wässrige und die andere organische. Warum? Da die Moleküle von CH 2 Cl 2 und H 2 O sehr schwach interagieren, rutschen einige übereinander, was zu zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten führt.
Ein minimaler Tropfen CH 2 Cl 2 (gelöster Stoff) reicht aus, um das Wasser (Lösungsmittel) zu sättigen. Wenn sie andererseits eine ungesättigte Lösung bilden könnten, wäre eine vollständig homogene Lösung zu sehen. Aus diesem Grund können nur feste und gasförmige gelöste Stoffe ungesättigte Lösungen erzeugen.
Was ist eine ungesättigte Lösung?
In einer ungesättigten Lösung interagieren die Lösungsmittelmoleküle mit einer solchen Wirksamkeit, dass die gelösten Moleküle keine weitere Phase bilden können.
Was bedeutet das Dass die Wechselwirkungen zwischen Lösungsmitteln und gelösten Stoffen unter den gegebenen Druck- und Temperaturbedingungen die Wechselwirkungen zwischen gelösten Stoffen übersteigen.
Sobald die Wechselwirkungen zwischen gelösten Stoffen zunehmen, "orchestrieren" sie die Bildung einer zweiten Phase. Wenn zum Beispiel das Lösungsmittel eine Flüssigkeit und der gelöste Stoff ein Feststoff ist, löst sich der zweite in dem ersten auf, um eine homogene Lösung zu bilden, bis eine feste Phase auftritt, die nichts anderes als der ausgefällte gelöste Stoff ist.
Dieser Niederschlag ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass gelöste Moleküle aufgrund ihrer chemischen Natur, ihrer Struktur oder ihrer Bindungen inhärent in der Lage sind, sich zu gruppieren. In diesem Fall soll die Lösung mit gelöstem Stoff gesättigt sein.
Daher besteht eine ungesättigte Lösung eines festen gelösten Stoffes aus einer flüssigen Phase ohne Niederschlag. Wenn der gelöste Stoff gasförmig ist, muss eine ungesättigte Lösung frei von Blasen sein (die nichts anderes als Ansammlungen gasförmiger Moleküle sind).
Einfluss der Temperatur
Die Temperatur beeinflusst direkt den Grad der Ungesättigtheit einer Lösung in Bezug auf einen gelösten Stoff. Dies kann hauptsächlich auf zwei Gründe zurückzuführen sein: die Abschwächung der Wechselwirkungen zwischen gelösten Stoffen aufgrund der Einwirkung von Wärme und die Zunahme der molekularen Schwingungen, die zur Dispersion der gelösten Moleküle beitragen.
Wenn ein Lösungsmittelmedium als kompakter Raum betrachtet wird, in dessen Löchern sich die gelösten Moleküle befinden, schwingen die Moleküle mit zunehmender Temperatur und vergrößern diese Löcher. so, dass der gelöste Stoff in andere Richtungen durchbrechen kann.
Unlösliche Feststoffe
Einige gelöste Stoffe haben jedoch so starke Wechselwirkungen, dass die Lösungsmittelmoleküle sie kaum trennen können. Wenn dies der Fall ist, reicht eine minimale Konzentration des gelösten Stoffes aus, damit er ausfällt, und es handelt sich dann um einen unlöslichen Feststoff.
Unlösliche Feststoffe erzeugen durch Bildung einer zweiten festen Phase, die sich von der flüssigen Phase unterscheidet, wenige ungesättigte Lösungen. Wenn beispielsweise 1 l Flüssigkeit A nur 1 g B lösen kann, ohne auszufallen, wird durch Mischen von 1 l A mit 0, 5 g B eine ungesättigte Lösung erzeugt.
In gleicher Weise bilden verschiedene Konzentrationen, die zwischen 0 und 1 g B schwanken, auch ungesättigte Lösungen. Beim Passieren von 1 g fällt B aus. In diesem Fall ist die Lösung nicht mehr ungesättigt, sondern mit B gesättigt.
Und wenn die Temperatur erhöht wird? Wenn eine mit 1, 5 g B gesättigte Lösung erhitzt wird, hilft die Hitze beim Auflösen des Niederschlags. Wenn jedoch zu viel B ausgefällt wird, kann die Wärme es nicht auflösen. Wenn ja, würde ein Temperaturanstieg einfach das Lösungsmittel oder die Flüssigkeit A verdampfen.
Beispiele
Beispiele für ungesättigte Lösungen sind zahlreich, da sie vom Lösungsmittel und dem gelösten Stoff abhängen. Beispielsweise sind für dieselbe Flüssigkeit A und andere gelöste Stoffe C, D, E ... Z ihre Lösungen ungesättigt, solange sie nicht ausfallen oder eine Blase bilden (wenn sie gasförmige gelöste Stoffe sind).
-Das Meer kann zwei Beispiele liefern. Meerwasser ist eine massive Salzlösung. Wenn etwas von diesem Wasser gekocht wird, wird bemerkt, dass es in Abwesenheit von ausgefälltem Salz ungesättigt ist. Wenn das Wasser jedoch verdunstet, beginnen die gelösten Ionen zusammenzuklumpen, und der Salpeter bleibt im Topf hängen.
- Ein anderes Beispiel ist die Auflösung von Sauerstoff im Wasser der Meere. Das O 2 -Molekül durchquert die Tiefen des Meeres so weit, dass die Meeresfauna atmen kann. obwohl es nicht sehr löslich ist. Aus diesem Grund ist es üblich, die an der Oberfläche austretenden Sauerstoffblasen zu beobachten. von denen einige Moleküle es schaffen, sich aufzulösen.
Ähnlich verhält es sich mit dem Kohlendioxidmolekül CO 2 . Im Gegensatz zu O 2 ist CO 2 etwas löslicher, da es mit Wasser unter Bildung der Kohlensäure H 2 CO 3 reagiert.
Unterschied zu gesättigter Lösung
Was sind die Unterschiede zwischen einer ungesättigten und einer gesättigten Lösung? Erstens der visuelle Aspekt: Eine ungesättigte Lösung besteht aus einer einzelnen Phase. Daher darf es keine festen (feste Phase) oder keine Blasen (Gasphase) geben.
Ebenso können die Konzentrationen gelöster Stoffe in einer ungesättigten Lösung variieren, bis sich ein Niederschlag oder eine Blase bildet. Während in gesättigten Lösungen, zweiphasig (flüssig-fest oder flüssig-gasförmig), die Konzentration des gelösten Stoffes konstant ist.
Warum? Da die Partikel (Moleküle oder Ionen), aus denen sich der Niederschlag zusammensetzt, ein Gleichgewicht mit den im Lösungsmittel gelösten Partikeln herstellen:
Partikel (aus dem Niederschlag gelöste Partikel
Moleküle der Blase Gelöste Moleküle
Dieses Szenario wird in ungesättigten Lösungen nicht berücksichtigt. Beim Versuch, mehr gelösten Stoff in einer gesättigten Lösung aufzulösen, verschiebt sich das Gleichgewicht nach links; zur Bildung von mehr Niederschlag oder Blasen.
Da sich in ungesättigten Lösungen dieses Gleichgewicht (Sättigung) noch nicht eingestellt hat, kann die Flüssigkeit mehr Feststoff oder Gas "speichern".
Es gibt gelösten Sauerstoff um eine Alge auf dem Meeresboden, aber wenn Sauerstoffblasen aus ihren Blättern kommen, bedeutet dies, dass eine Gassättigung auftritt; sonst würden keine Blasen beobachtet.
