התמיסה העל - רוויה היא כזו שבה הממס מומס יותר מומס מכפי שהוא יכול להתמוסס בשיווי משקל הרוויה. כולם משותפים לשיווי משקל הרוויה, עם ההבדל כי בכמה פתרונות ניתן להגיע לריכוזים נמוכים או גבוהים יותר של מומסים.
המומסים עשויים להיות מוצקים, כגון סוכר, עמילן, מלחים וכו '; או מגז, כמו CO 2 במשקאות מוגזים. על פי ההנמקה המולקולרית, מולקולות הממס מקיפות את אלו של המומס ומבקשות לפתוח מרחב ביניהן על מנת להחזיק יותר מהמסיס.
לפיכך, מגיעה תקופה בה הזיקה המומסית המומסת אינה יכולה להתגבר על חוסר המרחב, ומבססת את שיווי המשקל הרוויה בין הגביש לסביבתו (הפיתרון). בשלב זה, לא משנה כמה הגבישים נטחנים או מטלטלים: הממס כבר לא יכול להמיס עוד מומסים.
כיצד "לאלץ" את הממס להמיס יותר מומסים? באמצעות עלייה בטמפרטורה (או לחץ, במקרה של גזים). באופן זה, הרטט המולקולרי מתגבר והגביש מתחיל להניב יותר ממולקולותיו לפירוק, עד שהוא מתמוסס לחלוטין; זה כאשר אומרים שהפתרון הוא רווי-על.
בתמונה העליונה ניתן לראות תמיסת נתרן אצטט רב-על, שהגבישים בהם הם תוצר של שחזור שיווי המשקל הרוויה.
היבטים תיאורטיים
רִוּוּי
הפתרונות יכולים להיות מורכבים מקומפוזיציה הכוללת את מצבי החומר (מוצק, נוזלי או גזי); עם זאת, תמיד יש להם שלב אחד.
כאשר הממס לא יכול להמיס לחלוטין את המומס, נצפה שלב נוסף כתוצאה מכך. עובדה זו משקפת את מאזן הרוויה; אבל על מה האיזון הזה?
היונים או המולקולות יוצרים אינטראקציה ליצירת גבישים, המופיעים בסבירות גבוהה יותר מכיוון שהממס אינו יכול להפריד ביניהם.
על פני הזכוכית, מרכיביה מתנגשים להדבקה בה, או שהם יכולים גם להקיף את עצמם במולקולות ממס; חלקם יורדים, חלקם מקל. ניתן לייצג את האמור לעיל על ידי המשוואה הבאה:
מוצק <=> מוצק
בתמיסות מדוללות "שיווי המשקל" נמצא רחוק מאוד לימין, מכיוון שיש כל כך הרבה מקום פנוי בין מולקולות הממס. מצד שני, בתמיסות מרוכזות הממיס עדיין יכול להמיס מומסים, והמוצק שנוסף לאחר בחישה יתמוסס.
לאחר הגעת שיווי המשקל, על חלקיקי המוצק הנוסף להוסיף ברגע שהם מתמוססים בממס ואחרים, בתמיסה, "לצאת" לחלל פתוח ולאפשר שילובם בשלב הנוזל. לפיכך, המומס הולך קדימה ואחורה מהשלב המוצק לשלב הנוזל באותה מהירות; כאשר זה קורה, הפתרון נאמר רווי.
רוויה
כדי לאלץ את שיווי המשקל לפירוק מוצק יותר, על השלב הנוזלי לפתוח מרחב מולקולרי, ולשם כך יש צורך לעורר אותו באופן אנרגטי. זה גורם לממס להודות במומס רב יותר מכפי שהוא יכול בדרך כלל בתנאי טמפרטורה ולחץ.
לאחר שתום תרומת האנרגיה לשלב הנוזלי, הפתרון העל-רווי נותר גרוע. לכן, במקרה של הפרעה כלשהי, הוא יכול לשבור את שיווי המשקל שלו ולגרום להתגבשות עודף המומסים עד שיגיע שוב לשיווי משקל רווי.
לדוגמא, בהינתן מומס שמסיס מאוד במים, מוסיפים כמות מסוימת שלו עד שהמוצק לא יכול להתמוסס. ואז מוחל חום על המים, עד שנותר המוצק שנותר. התמיסה העל-רוויה מוסרת ומניחה להתקרר.
אם הקירור מאוד פתאומי, ההתגבשות תתרחש באופן מיידי; לדוגמה, הוספת מעט קרח לפתרון העל-רווי.
ניתן היה לראות באותה השפעה גם אם נזרק גביש של המתחם המסיס למים. זה משמש כתומך בגרעין של החלקיקים המומסים. הגביש הגדל צובר את חלקיקי המדיום עד לייצוב שלב הנוזל; כלומר, עד שהפתרון רווי.
מאפיינים
בתמיסות רוויות-יתר רווח הגבול בו לא מומסת כמות המומסים על ידי הממס; לפיכך, לפיתרון מסוג זה יש עודף של מומסים ויש לו את המאפיינים הבאים:
הם יכולים להתקיים עם רכיביהם בשלב אחד, כמו בתמיסות מימיות או בגזים, או להופיע כתערובת של גזים במדיום נוזלי.
בהגעה למידת הרוויה, המומס שאינו מומס יתגבש או ישקע (יוצר מוצק לא מאורגן, טמא וללא תבניות מבניות) בקלות בתמיסה.
זה פיתרון לא יציב. כשמשקעים עודפים של מומסים בלתי מומסים יורדים, יש שחרור של חום שהוא פרופורציונאלי לכמות המשקעים. חום זה נוצר על ידי התנגשות מקומית או במקום של המולקולות המתגבשות. מכיוון שהוא מתייצב, עליו בהכרח לשחרר אנרגיה בצורה של חום (במקרים אלה).
תכונות פיזיות מסוימות כגון מסיסות, צפיפות, צמיגות ומדד שבירה תלויים בטמפרטורה, נפח ולחץ שאליו נתון הפתרון. מסיבה זו יש לה תכונות שונות מהפתרונות הרוויים שלה.
איך מכינים?
ישנם משתנים בהכנת תמיסות, כגון סוג המומס וריכוזו, נפח הממס, הטמפרטורה או הלחץ. על ידי שינוי של כל אחד מאלה, ניתן להכין פתרון רב-רווי ממתון רווי.
כאשר הפיתרון מגיע למצב של רוויה ואחד ממשתנים אלה משתנה, אז ניתן לקבל פיתרון רווי-על. באופן כללי המשתנה המועדף הוא הטמפרטורה, אם כי זה יכול להיות גם לחץ.
אם התמיסה העל-רוויה נתונה באידוי איטי, חלקיקי המוצק נפגשים ויכולים ליצור תמיסה צמיגה, או גביש שלם.
דוגמאות ויישומים
-יש מגוון גדול של מלחים איתם ניתן לקבל פתרונות על-רווים. הם שימשו זמן רב באופן תעשייתי ומסחרי, והיו נושא למחקר נרחב. היישומים כוללים תמיסות נתרן גופרתי ותמיסות אשלגן דיכרומט מימיות.
-פתרונות רוויים שנוצרו על ידי פתרונות סוכרים, כמו דבש, הם דוגמאות נוספות. מכינים סוכריות או סירופים אלו, בעלי חשיבות חיונית בתעשיית המזון. יש לציין כי הם מיושמים גם בתעשיית התרופות בהכנת תרופות מסוימות.
הפניות
- המלווה לכימיה למורים למדעי חטיבות ביניים. פתרונות וריכוז. . הוחזר ב- 7 ביוני 2018 מ: ice.chem.wisc.edu
- ק 'טימני. (1927). צמיגות הפתרונות העל-רוויים. אני. כתב העת לכימיה פיזית 32 (4), 604-615 DOI: 10.1021 / j150286a011
- סווצ'יק, וו. סוקולובסקי וק. סנגוואל. (1985). כמה תכונות פיסיקליות של תמיסות אשלגן ביכרומט מימי רווי, רווי-יתר. כתב העת לנתונים כימיים והנדסיים 30 (3), 243-246. DOI: 10.1021 / je00041a001
- ויקיפדיה. (2018). רוויה. הוחזר ב -8 ביוני 2018 מ: en.wikipedia.org/wiki/Supersaturation
- רוברטס, אנה. (24 באפריל 2017). כיצד ליצור פיתרון רב-רווי. מדע. הוחזר ב 8 ביוני 2018 מ: sciencing.com
- TutorVista. (2018). תמיסה רב-רוויה. הוחזר ב- 8 ביוני 2018 מ: chemistry.tutorvista.com
- נדה גליסוביץ '. (25 במאי 2015). Kristalizacija. . הוחזר ב- 8 ביוני 2018 מ: commons.wikimedia.org