Что такое насыщенный и ненасыщенный раствор

Ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы.

При растворении твердого или газообразного вещества в растворителе при постоянном давлении и температуре (р = const, Т = const) концентрация раствора не стремится к бесконечности.

Ненасыщенный раствор – это раствор, в котором при данной температуре вещество ещё может растворяться.

В некоторый момент растворяемое вещество перестает растворяться, т.к. достигнута определенная его концентрация, которая уже более не меняется и остается величиной постоянной, т.е. раствор достиг фазового равновесия:

растворяемое вещество раствор.

Насыщенный раствор – раствор, в котором растворяемое вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находится в равновесии с растворяемым веществом.

При изменении температуры или давления можно продлить процесс растворения. При этом получим раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в обычных условиях в насыщенном растворе. Такой раствор называется пересыщенным. Пересыщенные растворы – это неустойчивые, неравновесные системы, которые, например, при лёгком сотрясении сосуда или введении в раствор кристаллов вещества, находящегося в растворе, переходят в равновесное состояние, выделяя избыток растворенного вещества, и раствор становится насыщенным.

Насыщенные растворы в зависимости от значения растворимости веществ разделяются на:

Источник

Урок №32. Вода — растворитель. Растворы.

Растворы – это однородные гомогенные системы, состоящие из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. Растворенное вещество равномерно распределено в растворителе. Раствор может состоять из двух и более компонентов.

Растворы по агрегатному состоянию бывают жидкие (раствор соли, кровь), твердые (сплавы металлов) и газообразные (воздух).

Растворитель – это то вещество, которое не изменяет агрегатное состояние при растворении. В случае смешения веществ с одинаковым агрегатным состоянием (жидкость-жидкость, газ-газ, твердое-твердое) растворителем считается тот компонент, содержание которого больше.

Образование раствора зависит от характера взаимодействия частиц растворителя и растворенного вещества, и их природы.

В школьном курсе рассматриваются преимущественно растворы электролитов (растворы с электропроводимостью). В курсе ВУЗов рассматриваются также истинные и коллоидные растворы, золи и другие системы.

Раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, называется пересыщенным. Пересыщенные растворы представляют собой неустойчивые, неравновесные системы, в которых наблюдается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор становится насыщенным.

Насыщенный раствор – это раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется.

Суспензией называют взвесь, в которой мелкие частицы твёрдого вещества равномерно распределены между молекулами воды.

Эмульсией называют взвесь, в которой мелкие капельки какой-либо жидкости распределены между молекулами другой жидкости.

По способности растворяться вещества условно делят на:

малорастворимые (от 0,001 до 1 грамма растворенного вещества на 100 грамм растворителя);

растворимые (больше 1 г растворенного вещества на 100 г растворителя);

нерастворимые (менее 0,001 г растворенного вещества на 100 г растворителя).

При попадании в воду вещество может:

1. раствориться в воде, то есть перемешаться с ней на атомно-молекулярном уровне;

2. химически прореагировать с водой;

3. не раствориться в воде и химически не прореагировать.

Одни вещества хорошо растворяются в воде, другие мало, а третьи – не растворяются совсем.

Физический – разрушение структуры растворяемого вещества

Химический – образование гидратов (сольватов, если растворитель не вода), вследствие взаимодействия молекул растворителя с частицами растворённого вещества).

Если на разрушение кристаллической решётки затрачивается больше энергии, чем выделяется при образовании гидратов, то растворение сопровождается охлаждением раствора (NH 4 NO 3 ; KNO 3 ), а если меньше – нагреванием (приготовление растворов щелочей, кислот).

Растворение газов и жидкостей не сопровождается разрушением кристаллической решётки, поэтому такие процессы растворения всегда экзотермические.

Тепловые эффекты растворения подавляющего большинства веществ незначительны, потому не заметны.

Растворимость увеличивается с ростом температуры (бывают исключения). Вы прекрасно знаете, что удобнее и быстрее растворять сахар в горячей, а не в холодной воде.

Попробуйте сами определить растворимость веществ (см. Таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде).

Растворимость веществ

По растворимости в воде все вещества делятся на три группы:

1) хорошо растворимые, 2) малорастворимые и 3) практически нерастворимые.

Многие вещества в воде растворяются весьма хорошо. Примером таких веществ могут служить сахар, медный купорос, гидроксид натрия (твердые вещества), спирт, ацетон (жидкие вещества), хлороводород, аммиак (газообразные вещества).

Из приведенных примеров следует, что растворимость прежде всего зависит от природы веществ. Кроме того, она зависит также от температуры и давления. Сам процесс растворения обусловлен взаимодействием частиц растворимого вещества и растворителя; это самопроизвольный процесс.

По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор и удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные. С другой стороны, по относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т. е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества, — ненасыщенным.

Источник

Понятие о растворах. Растворимость веществ

Растворы — гомогенные (однородные) системы переменного состава, которые содержат два или несколько компонентов.

Наиболее распространены жидкие растворы. Они состоят из растворителя (жидкости) и растворенных веществ (газообразных, жидких, твердых):

Жидкие растворы могут быть водные и неводные. Водные растворы — это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы — это растворы, в которых растворителями являются другие жидкости (бензол, спирт, эфир и т. д.). На практике чаще применяются водные растворы.

Растворение веществ

Растворение — сложный физико-химический процесс. Разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя — это физический процесс. Одновременно происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества, т.е. химический процесс. В результате этого взаимодействия образуются сольваты.

Сольваты — продукты переменного состава, которые образуются при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя.

Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией. Процесс образования гидратов называется гидратацией. Гидраты некоторых веществ можно выделить в кристаллическом виде при выпаривании растворов. Например:

Что представляет собой и как образуется кристаллическое вещество синего цвета? При растворении в воде сульфата меди (II) происходит его диссоциация на ионы:

Образующиеся ионы взаимодействуют с молекулами воды:

При выпаривании раствора образуется кристаллогидрат сульфата меди (II) — CuSО₄ • 5Н₂О.

Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами. Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой. Примеры кристаллогидратов:

Впервые идею о химическом характере процесса растворения высказал Д. И. Менделеев в разработанной им химической (гидратной) теории растворов (1887 г.). Доказательством физико-химического характера процесса растворения являются тепловые эффекты при растворении, т. е. выделение или поглощение теплоты.

Тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов. Физический процесс протекает с поглощением теплоты, химический — с выделением.

Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше теплоты, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение — экзотермический процесс. Выделение теплоты наблюдается, например, при растворении в воде таких веществ, как NaOH, AgNО₃, H₂SО₄, ZnSО₄ и др.

Если для разрушения структуры вещества необходимо больше теплоты, чем ее образуется при гидратации, то растворение — эндотермический процесс. Это происходит, например, при растворении в воде NaNО₃, KCl, K₂SO₄, KNO₂, NH₄Cl и др.

Растворимость веществ

Мы знаем, что одни вещества хорошо растворяются, другие — плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы.

Насыщенный раствор — это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.

Ненасыщенный раствор — это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.

Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.

Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).

По растворимости в воде вещества делят на 3 группы:

Таблица растворимости солей, кислот и оснований в воде:

Растворимость веществ зависит от природы растворителя, от природы растворенного вещества, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления — увеличивается.

Зависимость растворимости твердых веществ от температуры показывают кривые растворимости. Растворимость многих твердых веществ увеличивается при повышении температуры.

По кривым растворимости можно определить: 1) коэффициент растворимости веществ при различных температурах; 2) массу растворенного вещества, которое выпадает в осадок при охлаждении раствора от t₁ o C до t₂ o C.

Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его насыщенного раствора называется перекристаллизацией. Перекристаллизация используется для очистки веществ.

Источник

Насыщенные ненасыщенные пересыщенные растворы

Насыщенные ненасыщенные пересыщенные растворы это растворы которые при нормальных условиях обладают определенными для них свойствами.

Повышение или понижение температуры влияет на образование этих растворов, поэтому ввели понятие (при нормальных условиях).

Национальный институт стандартов и технологий США (англ. National Institute of Standards and Technology, NIST) использует температуру +20 °C (293,15 K) и давление 101 325 Па (1 атм).

Примером ненасыщенного раствора может служить моря и океаны, а перенасыщенного озера в которых добывают соль.

Что такое насыщенные ненасыщенные пересыщенные растворы

Насыщенные растворы

Это растворы определенных веществ при растворении которых при нормальной температуре не осталось осадка на дне сосуда и оно больше не растворяется.

Значение насыщенный иногда применяется формально так как существуют и другие его значения (не достаточно насыщенный или недостаточно пересыщенный).

Если насыщенный раствор охладить то образуется пересыщенный раствор для данной температуры, а если нагреть то раствор станет ненасыщенный так как он растворить какое то количество вещества.

Пример получения насыщенного раствора

Для образования насыщенного раствора нужно взять 34,4 г соли хлорида калия KCl и растворить его при температуре (20 °С) в в 100 гр. воды.

Иногда такое свойства некоторых солей применяется для их получения из комплекса солей, примером служит получение хлората калия.

Ненасыщенный раствор

Это раствор в котором при обычной температуре находиться меньше растворенной соли (вещества), чем в в его насыщенном состоянии.

Примером ненасыщенного раствора можно считать реки, моря, океаны, а также вода налитая в стакан так как в воде (растворитель) содержится некоторое количество солей таких как хлорид натрия, хлорид калия и других солей.

Пример получения ненасыщенного раствора

Для того, чтобы получить ненасыщенный раствор нужно при температуре (20 °С) добавить в 100 гр. растворителя (вода) меньше чем 34,4 гр. хлорида калия.

Изменение температуры жидкости может привести к тому, что для данной пониженной температуры образуется насыщенный и даже пересыщенный раствор, но при одном условии если концентрация соли близка к насыщенному раствору.

Пересыщенный растворы

Это раствор в котором при обычных условиях растворено больше соли чем этого потребовалось для получения насыщенного раствора.

Примером служат озера в которых хлорид натрия растворен на столько, что образует кристаллы на дне и во круг водоема, некоторые такие водоемы пересохли образовав соленые пустыни (Ую́ни — солончак, высохшее солёное озеро на юге пустынной равнины Альтиплано).

Рис. Зависимость растворение солей от температуры.

Пример получения пересыщенного раствора

Для этого нужно взять больше чем 34,4 гр. хлорида калия и растворить в горячей воде, если образовался осадок его нужно осторожно отфильтровать, чтобы не было загрязнения раствора.

После остывания при комнатной температуре раствор может находиться долгое время без образования каких либо кристаллов солей на стенках сосуда, но если встряхнуть или внести на стеклянной палочке кристалл хлорида калия сразу начнется процесс кристаллизации.

Пересыщенные растворы являются неустойчивыми системами, способными к существованию только при отсутствии в растворе твердых частиц растворенного вещества.

Возможность длительного существования таких растворов объясняется трудностью первоначального возникновения мельчайших «зародышевых» кристалликов, так называемых центров кристаллизации, от которых кристаллизация распространяется на всю массу раствора.

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник

Насыщенный и концентрированный растворы: характеристика, описание

Содержание:

Растворы в химии – это однородные системы, состоящие из двух и более компонентов, состав которых может меняться в широких пределах. Частицы растворов невозможно увидеть даже с помощью микроскопа. Растворы могут быть концентрированными или разбавленными, насыщенными или ненасыщенными.

Что называют раствором в химии

Свойства раствора могут не повторять свойства чистого вещества. Например, сладкая вода – это результат растворения пищевого сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ в воде Н₂О. Сладкая вода по многим параметрам отличается от чистой воды и сахара.

Вода

Пищевой сахар

Сладкая вода

Классификация растворов

Насыщенные и ненасыщенные растворы

Растворимость, или коэффициент растворимости – это максимально возможное число граммов вещества, которое может раствориться в 100 г растворителя при данной температуре. Например, в справочнике указано, что в 100 г растворителя растворяется 3 г вещества. Для приготовления насыщенного раствора соли в 100 г растворителя необходимо растворить 2 г вещества, а если растворить 3 г вещества, то образуется насыщенная однородная смесь.

Растворимость у всех веществ различна. Растворяемое вещество можно классифицировать на несколько групп в зависимости от растворимости:

Что такое концентрированный и разбавленный раствор

Концентрированные растворы – это однородные смеси, в которых содержание растворенного вещества и растворителя сравнимы. Разбавленные растворы – это однородные смеси, в которых содержание растворенного вещества ниже, чем содержание растворителя. Из малорастворимых и нерастворимых веществ невозможно приготовить концентрированные растворы.

Количественные характеристики

В первом случае массовую долю выражают в процентах %, а во втором единицы измерения не указываются. Также растворы можно выразить с помощью молярной концентрации (молярности):

Приготовление

Чтобы приготовить разбавленный раствор, необходимо добавить отмеренный объем растворителя в концентрированный.

Для приготовления насыщенного раствора, например, хлорида натрия нужно взвесить максимальную массу вещества, которая растворяется в 100 г воды без осадка. Затем вещество растворить в 100 мл воды. Для приготовления ненасыщенного раствора нужно взвесить меньшую массу вещества.

Задачи на растворы

Задача №1. Смешали 5 г хлорида натрия NaCl в 55 г дистиллированной воды Н₂О. Найдите массовую долю растворенного вещества.

Дано:

Решение:

m_р-ра= m(NaCl) + m(H₂O)=5 г + 55 г = 60 г

w(NaCl) = (5 г/60 г) * 100% = 8,33 %

Ответ: w(NaCl) = 8,33 %

Задача №2. Сколько необходимо взять безводного хлорида калия KCl и воды Н₂О для приготовления раствора массой 100 г и массовой долей хлорида калия KCl 13 %?

Дано:

Решение:

Ответ: m(Н₂О) = 87 г, m(KCl) = 13 г

Найти:

Задача №3. В воде Н₂О растворили 8 г хлорида натрия NaCl. Объем раствора довели до 90 мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора.

Дано:

V_р-ра = 90 мл = 0,09 л

Решение:

M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль

n(NaCl) = 8 г/58,5 г/моль = 0,137 моль

с(NaCl) = 0,137 моль/0,09 л = 1,52 моль/л

Ответ: с(NaCl ) = 1,52 моль/л

Найти:

Задача №4. Какая масса карбоната кальция CaCO₃ необходима для получения раствора этой соли, объем которого равен 150 мл, а концентрация 1,5 моль/л.

Дано:

V_р-ра = 150 мл = 0,15 л

Решение:

Ответ: m(CaCO₃)=22,5 г

Источник