포화 용액은 용매에 용해 된 용질의 최대 농도를 포함하는 화학적 용액이다. 용매가 용질을 용해하는 속도와 재결정 속도가 동일한 동적 평형 상태로 간주됩니다 (J., 2014).
추가 용질은 포화 용액에 용해되지 않으며 액체의 고체 인 경우 침전물이되고 액체의 기체 인 경우 비등이 나타나는 다른 단계로 나타납니다 (Anne Marie Helmenstine, 2016).
포화 용액의 예는 그림 1에 나와 있습니다. 그림 1.1, 1.2 및 1.3에서 비커에는 일정한 양의 물이 있습니다. 그림 1.1에서 포화 과정이 시작되어 용질이 용해되기 시작하며 빨간색 화살표로 표시됩니다.
그림 1.2에서 많은 고체가 용해되었지만 파란색 화살표로 표시되는 재결정 화 과정으로 인해 완전히 용해되지는 않았습니다.
그림 1.3에서는 소량의 용질 만 용해되지 않은 상태로 남아 있습니다. 이 경우 재결정 속도는 용해 속도보다 큽니다. (포화의 끝, 2014)
용매에서 용질의 최대 농도 지점을 포화 지점이라고합니다.
채도에 영향을 미치는 요인
용매에 용해 될 수있는 용질의 양은 다음과 같은 여러 요인에 따라 달라집니다.
온도
용해도는 온도에 따라 증가합니다. 예를 들어, 찬물보다 뜨거운 물에 더 많은 소금을 녹일 수 있습니다.
그러나 예외가있을 수 있습니다. 예를 들어, 물에 대한 가스의 용해도는 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 경우 용질 분자는 가열되면서 운동 에너지를 받아 탈출을 촉진합니다.
압력
압력이 증가하면 용질이 용해 될 수 있습니다. 이것은 일반적으로 액체에 가스를 용해시키는 데 사용됩니다.
화학적 구성 요소
용질과 용매의 특성과 용액에있는 다른 화학 물질의 존재는 용해도에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 물에 소금보다 더 많은 설탕이 물에 녹을 수 있습니다. 이 경우 설탕은 더 잘 녹는다 고합니다.
물 속의 에탄올은 서로 완전히 용해됩니다. 이 특별한 경우, 용매는 더 많은 양으로 발견되는 화합물이 될 것입니다.
기계적 요인
주로 온도에 의존하는 용해 속도와 달리 재결정 속도는 결정 격자 표면의 용질 농도에 따라 달라지며 용액이 움직이지 않을 때 선호됩니다.
따라서 용액의 교반은 이러한 축적을 방지하여 용해를 극대화합니다 (tipes of saturation, 2014).
포화 및 용해도 곡선
용해도 곡선은 주어진 온도에서 다량의 용매에 용해되는 용질의 양을 비교하는 그래픽 데이터베이스입니다.
용해도 곡선은 일반적으로 100g의 물에서 고체 또는 기체의 용질 양에 대해 플롯됩니다 (Brian, 2014).
물의 다양한 용질에 대한 포화 곡선은 그림 2에 나와 있습니다.
좌표축에는 섭씨 온도가 있고 가로축에는 물 100g 당 용질 그램으로 표시되는 용질 농도가 있습니다.
곡선은 주어진 온도에서 포화 점을 나타냅니다. 곡선 아래 영역은 불포화 용액이 있으므로 더 많은 용질을 추가 할 수 있음을 나타냅니다.
곡선 위의 영역에는 과포화 솔루션이 있습니다. (용해도 곡선, sf)
예를 들어 염화나트륨 (NaCl)을 섭씨 25도에서 약 35g의 NaCl을 100g의 물에 용해시켜 포화 용액을 얻을 수 있습니다. (캠브리지 대학교, SF)
포화 용액의 예
포화 용액은 매일 찾을 수 있으며 화학 실험실에있을 필요는 없습니다. 용매가 반드시 물일 필요는 없습니다. 다음은 포화 솔루션의 일상적인 예입니다.
-탄산 음료와 청량 음료는 일반적으로 물 속의 이산화탄소 포화 용액입니다. 그렇기 때문에 압력이 방출되면 이산화탄소 기포가 형성됩니다.
-토양은 질소로 포화되어 있습니다.
-식초에 설탕이나 소금을 넣어 포화 용액을 만들 수 있습니다.
-초콜릿 가루를 우유에 녹지 않을 때까지 첨가하면 포화 용액이됩니다.
-우유는 더 이상 밀가루를 우유에 첨가 할 수 없을 정도로 밀가루로 포화 될 수 있습니다.
-녹은 버터는 소금이 더 이상 녹지 않으면 소금으로 포화 될 수 있습니다.
과포화 솔루션이란 무엇입니까?
과포화 용액의 정의는 일반적으로 용매에 용해 될 수있는 것보다 더 많은 용해 된 용질을 포함하는 용액입니다. 이것은 일반적으로 용액의 온도를 높여서 수행됩니다.
용액을 약간 변경하거나 "씨앗"또는 작은 용질 결정을 도입하면 과잉 용질이 결정화됩니다. 결정 형성을위한 핵 형성 점이 없으면 과도한 용질이 용액에 남아있을 수 있습니다.
포화 용액을 조심스럽게 냉각 할 때 또 다른 형태의 과포화가 발생할 수 있습니다. 이러한 조건의 변화는 농도가 실제로 포화 점보다 높고 용액이 과포화되었음을 의미합니다.
이것은 화학 물질을 정제하기 위해 재결정 과정에서 사용할 수 있습니다. 뜨거운 용매에서 포화 점까지 용해 된 다음 용매가 냉각되고 용해도가 감소함에 따라 과도한 용질 침전물이 생성됩니다.
훨씬 낮은 농도로 존재하는 불순물은 용매를 포화시키지 않으므로 액체에 용해 된 상태로 남아 있습니다.
참고 문헌
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016, 7 월 7 일). 포화 솔루션 정의 및 예. about.com에서 검색 함
- 캠브리지 대학교. (sf). 용해도 곡선. dynamicscience.com에서 검색 : dynamicscience.com.au.
- 포화 용액의 예. (sf). yourdcitionary에서 검색 : examples.yourdictionary.com.
- , S. (2014 년 6 월 4 일). 포화 및 과포화 솔루션. socratic.org에서 검색 : socratic.org.
- James, N. (nd). 포화 솔루션 : 정의 및 예. study.com에서 검색 : study.com.
- , B. (2014, 10 월 14 일). 포화 및 과포화 솔루션. socratic.org에서 검색 : socratic.org.
- 용해도 곡선. (sf). KentChemistry에서 검색 : kentchemistry.com.
- 채도의 팁. (2014 년 6 월 26 일). 화학 libretex에서 검색 : chem.libretexts.org.