פתרון בלתי רווי הוא אחד שבו המדיום הממס הוא עדיין מסוגל המסה מומסת יותר. מדיום זה בדרך כלל נוזלי, אם כי הוא יכול להיות גם גזי. לגבי המומס, מדובר בקונגלומרט של חלקיקים במצב מוצק או גזי.
ומה עם מומסים נוזליים? במקרה זה, התמיסה הומוגנית כל עוד שני הנוזלים אינם מעורבים. דוגמא לכך היא תוספת אלכוהול אתיל למים; שני הנוזלים עם המולקולות שלהם, CH 3 CH 2 OH ו- H 2 O אינם מעורבים משום שהם יוצרים קשרי מימן (CH 3 CH 2 OH-OH 2 ).
מקור: Pixabay
עם זאת, אם היו מעורבבים דיכלורומתאן (CH 2 Cl 2 ) ומים, הם היו יוצרים תמיסה עם שני שלבים: האחד מימי והשני אורגני. למה? מכיוון שהמולקולות של CH 2 Cl 2 ו- H 2 O עוברות אינטראקציה חלשה מאוד, כך שהאחת מחליקה מעל השנייה, וכתוצאה מכך שני נוזלים לא ניתנים לחלוקה.
מספיקה טיפה זעירה של CH 2 Cl 2 (מומס) בכדי להרוות את המים (ממס). אם להפך, הם יוכלו ליצור פיתרון בלתי רווי, נראה פיתרון הומוגני לחלוטין. מסיבה זו, רק מומסים מוצקים וגזים יכולים לייצר פתרונות בלתי רוויים.
מהו פיתרון לא רווי?
בתמיסה בלתי רוויה, מולקולות הממס אינטראקציה עם יעילות כזו שמולקולות המומסים אינן יכולות ליצור עוד שלב.
מה זה אומר? שהאינטראקציות המומסות הממיסות חורגות, בהתחשב בתנאי הלחץ והטמפרטורה, את האינטראקציות המומסות המומסיות.
ברגע שהאינטראקציות המומסיות והמומס מתגברות, הם "מתזמרים" את היווצרות השלב השני. לדוגמה, אם המדיום הממיס הוא נוזל, והמומס מוצק, השני יתמוסס בראשון ליצירת תמיסה הומוגנית, עד להופעת שלב מוצק, שהוא לא יותר מהמסיס המוצק.
משקע זה נובע מהעובדה שמולקולות המומסים מצליחות להתקבץ יחד בגלל טבען הכימי, מהותיות למבנה או לקשרים שלהם. כאשר זה קורה, נאמר שהפתרון רווי במומסים.
לכן, תמיסה בלתי רוויה של מומסים מוצקים מורכבת משלב נוזלי ללא משקעים. בעוד שאם המומס גזי, אז פיתרון בלתי-רווי חייב להיות נקי מנוכחות בועות (שאינן אלא אשכולות של מולקולות גזים).
השפעת הטמפרטורה
הטמפרטורה משפיעה ישירות על דרגת הרוויה של תמיסה ביחס למומס. זה יכול לנבוע בעיקר משתי סיבות: היחלשות אינטראקציות המומסים המומסים כתוצאה מהשפעת החום, והעלייה בתנודות המולקולריות המסייעות לפיזור מולקולות המומסים.
אם מדיום ממס נחשב כמרחב קומפקטי שבחורים בו שוכנות מולקולות המומסים, ככל שהטמפרטורה עולה, המולקולות ירטטו, מה שמגדיל את גודל החורים הללו; בצורה כזו שהמומס יכול לפרוץ לכיוונים אחרים.
מוצקים בלתי מסיסים
עם זאת, למומסים מסוימים יש אינטראקציות כה חזקות עד כי מולקולות ממס כמעט אינן מסוגלות להפריד ביניהן. כאשר זהו המקרה, מספיק ריכוז מינימלי של המומסים המומסים האמורים בכדי לזרז, ואז הוא מוצק בלתי מסיס.
מוצקים בלתי מסיסים, על ידי יצירת שלב מוצק שני השונה מהשלב הנוזלי, מייצרים מעט פתרונות לא רוויים. לדוגמה, אם 1 ליטר של נוזל A יכול להמיס רק 1 גרם B בלי לזרז, אז ערבוב של 1L של A עם 0.5 גרם של B יפיק פתרון לא רווי.
באופן דומה, טווח ריכוזים בין 0 ל- 1 גרם B יוצרים גם פתרונות בלתי רוויים. אבל כשעוברים מ -1 גרם, B ישקע. כאשר זה קורה, הפיתרון עובר מבלתי רווי לרווי B.
מה אם הטמפרטורה מוגברת? אם פתרון רווי 1.5 גרם B נתון לחימום, החום יעזור להמיס את המשקעים. עם זאת, אם יש הרבה B משקעים, החום לא יוכל להמיס אותו. אם כן, עלייה בטמפרטורה פשוט תאדה את הממס או את הנוזל A.
דוגמאות
מקור: Pixabay
דוגמאות לפתרונות בלתי רוויים הן רבות, מכיוון שהן תלויות בממס ובמומסים. לדוגמה, עבור אותם נוזלים A, וממסים אחרים C, D, E … Z, הפתרונות שלהם יהיו בלתי רווים כל עוד הם לא משקעים או יוצרים בועה (אם הם מומסים גזים).
הים יכול לספק שתי דוגמאות. מי ים הם פירוק מסיבי של מלחים. אם מעט ממים אלה רותחים, יצוין כי הם בלתי רוויים בהיעדר מלח זורם. עם זאת, ככל שהמים מתאדים, היונים המומסים מתחילים להתגבש זה בזה, ומשאירים מלח פיטר לסיר.
דוגמה נוספת היא פירוק החמצן במי הים. מולקולת O 2 חוצה את מעמקי הים מספיק רחוק כדי שהחיות הימיות ינשמו; למרות העובדה שהוא מסיס בצורה גרועה. מסיבה זו מקובל לראות בועות חמצן המגיחות לפני השטח; מתוכם, כמה מולקולות מצליחות להתמוסס.
מצב דומה מתרחש עם מולקולת הפחמן הדו-חמצני, CO 2 . שלא כמו O 2 , CO 2 מסיס מעט יותר מכיוון שהוא מגיב עם מים ליצירת חומצה פחמית, H 2 CO 3 .
הבדל בתמיסה רוויה
לסיכום האמור לעיל הוסבר, מהם ההבדלים בין פיתרון בלתי רווי לפתרון רווי? ראשית, ההיבט הויזואלי: פיתרון בלתי רווי מורכב רק משלב אחד. לכן, לא צריכה להיות נוכחות של מוצק (שלב מוצק) או של בועות (שלב גז).
כמו כן, ריכוזי המיסים בתמיסה בלתי רוויה יכולים להשתנות עד שנוצרת משקע או בועה. בעוד שבתמיסות רוויות, דו-ממדיות (נוזל מוצק או גזי נוזלי), הריכוז המומס המומס הוא קבוע.
למה? מכיוון שהחלקיקים (מולקולות או יונים) המרכיבים את המשקעים מייצרים שיווי משקל עם אלה שנמצאים בממסים:
חלקיקים (מהמשקעים <=> חלקיקים מומסים
מולקולות בועות <=> מולקולות מומסות
תרחיש זה אינו מוקרן בפתרונות בלתי רוויים. כשמנסים להמיס יותר מומסים בתמיסה רוויה, שיווי המשקל עובר שמאלה; ליצירת משקעים או בועות נוספות.
מכיוון שבתמיסות בלתי רוויות שיווי משקל זה (רוויה) טרם נקבע, הנוזל יכול "לאגור" יותר מוצק או גז.
חמצן מומס קיים סביב אצות על קרקעית הים, אך כאשר בועות חמצן מגיחות מהעלים שלו, המשמעות היא שרוויה בגז מתרחשת; אחרת לא ייצפו בועות.
הפניות
- כימיה כללית. חומר הוראה. לימה: האוניברסיטה הקתולית הקתולית של פרו. התאושש מ: corinto.pucp.edu.pe
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (22 ביוני 2018). הגדרת פתרון בלתי רווי. התאושש מ: thoughtco.com
- TutorVista. (sf). פתרון בלתי רווי. נלקח מ: chemistry.tutorvista.com
- כימיה LibreTexts. (sf). סוגי רוויה. התאושש מ: chem.libretexts.org
- נדין ג'יימס. (2018). פתרון בלתי רווי: הגדרה ודוגמאות. התאושש מ: study.com