Doymamış bir çözelti, çözücü ortamın hala daha fazla çözünen çözme yeteneğine sahip olduğu herhangi bir çözeltidir . Bu ortam aynı zamanda gaz halinde olmasına rağmen, genellikle sıvıdır. Çözeltiyle ilgili olarak, katı ya da gaz halinde olan bir parçacıklardan oluşan bir yapıdır.
Peki ya sıvı çözünenler? Bu durumda, çözünme, her iki sıvının karışabildiği sürece homojendir. Buna bir örnek, suya etil alkol eklenmesidir; iki sıvısı, molekülleri, CH3CH20H ve H20 ile birlikte karışır, çünkü hidrojen bağları oluştururlar (CH3CH2OH-OH2).
Bununla birlikte, diklorometan (CH2C12) suyla karıştırıldığında, bunlar iki fazlı bir çözelti oluşturur: biri sulu, diğeri organik. Neden? Çünkü CH2CI2 ve H20 molekülleri çok zayıf etkileşime girerler, bu nedenle bazıları birbirlerinin üzerine kayıp iki karışmaz sıvıyla sonuçlanır.
Suyu (çözücüyü) doyurmak için minimum bir CH2C12 damlası (çözünen) yeterlidir. Öte yandan, doymamış bir çözelti oluşturabilirlerse, tamamen homojen bir çözelti görülebilir. Bu nedenle, yalnızca katı ve gaz halindeki çözeltiler doymamış çözeltiler üretebilir.
Doymamış bir çözüm nedir?
Doymamış bir çözeltide çözücü moleküller, çözünen moleküllerin başka bir faz oluşturamayacağı şekilde bir etkinlik ile etkileşime girer.
Bu ne anlama geliyor? Çözücü çözünen etkileşimlerinin, basınç ve sıcaklık koşulları göz önüne alındığında çözünen etkileşimleri aşması.
Çözünen-çözünen etkileşimler arttıkça, ikinci bir fazın oluşumunu "orkestre eder". Örneğin, çözücü ortam bir sıvıysa ve çözünen bir katı ise, ikincisi, ilk önce çökeltilmiş çözünen maddeden başka bir şey olmayan katı bir faz ortaya çıkana kadar homojen bir çözelti oluşturmak üzere çözülür.
Bu çökelti, çözünen moleküllerin kimyasal yapıları nedeniyle, yapılarına veya bağlarına özgü olmaları nedeniyle birlikte gruplanabilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu olduğunda, çözeltinin çözünen doymuş olduğu söylenir.
Bu nedenle, doymamış bir katı çözünen çözeltisi çökeltisiz bir sıvı fazdan oluşur. Çözeltinin gaz halinde olması durumunda, doymamış bir çözelti kabarcıkların olmamasından (gaz molekülleri kümelerinden başka bir şey olmayan) arındırılmış olmalıdır.
Sıcaklığın etkisi
Sıcaklık, bir çözeltinin çözünüme göre doymamışlık derecesini doğrudan etkiler. Bu temel olarak iki nedenden ötürü olabilir: ısının etkisinden dolayı çözünen-çözünen etkileşimlerin zayıflaması ve çözünen moleküllerinin dağılmasına yardımcı olan moleküler titreşimlerin artması.
Bir çözücü ortam, sıcaklık arttıkça çözünen moleküllerin yerleştirildiği deliklerde kompakt bir boşluk olarak kabul edilirse, moleküller bu deliklerin boyutunu artırarak titreyeceklerdir; bu şekilde çözünen diğer yönlerden geçebilir.
Çözünmez katılar
Bununla birlikte, bazı çözücüler, çözücü moleküllerin onları zar zor ayırmalarını sağlayacak kadar güçlü etkileşimlere sahiptir. Bu olduğu zaman, söz konusu çözünmüş çözünen maddenin minimum konsantrasyonu, çökeltilmesi için yeterlidir ve daha sonra çözünmeyen bir katıdır.
Çözünmeyen katılar, sıvı fazdan farklı bir ikinci katı faz oluşturarak, birkaç doymamış çözelti üretir. Örneğin, 1 L sıvı A çökeltmeden sadece 1 g B'yi çözebilirse, 1 L A'nın 0.5 g B ile karıştırılması doymamış bir çözelti oluşturur.
Aynı şekilde, 0 ila 1 g B arasında salınan bir konsantrasyon aralığı da doymamış çözeltiler oluşturur. Ancak 1 g geçerken, B çöker. Bu olduğunda, çözelti doymamışlıktan B'ye doygunluğa kadar gider.
Ya sıcaklık artarsa? Isıtma, 1.5 g B ile doyurulmuş bir çözeltiye uygulanırsa, ısı çökeltinin çözünmesine yardımcı olur. Bununla birlikte, eğer çok fazla B çökeltilmişse, ısı onu çözemez. Eğer öyleyse, sıcaklıktaki bir artış, solvent veya sıvı A'yı basitçe buharlaştırır.
Örnekler
Doymamış çözeltilerin örnekleri, çözücüye ve çözünen maddeye bağlı oldukları için çoktur. Örneğin, aynı sıvı A ve diğer C, D, E ... Z çözeltileri için çözeltileri, çökelmedikleri veya bir kabarcık oluşturmadıkları sürece (gaz halindeki çözeltiler ise) doymamış olacaktır.
-Deniz iki örnek verebilir. Deniz suyu büyük bir tuz çözeltisidir. Bu suyun bir kısmının kaynatılması durumunda, çökeltilmiş tuz yokluğunda doymamış olduğu fark edilecektir. Bununla birlikte, su buharlaştıkça, çözünmüş iyonlar bir araya toplanmaya başlar ve bu da tencereye yapışmış tuzlukta kalır.
-Diğer örnek, deniz suyunda oksijenin çözünmesidir. 02 molekülü, deniz faunasının nefes alabilmesi için denizin derinliklerinden geçiyor; çok çözünür olmasa da Bu nedenle, yüzeye çıkan oksijen kabarcıklarını gözlemlemek yaygındır; bunun bir kaç molekülü çözmeyi başarır.
Benzer bir durum karbondioksit molekülü CO 2 ile de meydana gelir. 02'den farklı olarak, CO2 biraz daha çözünür çünkü karbonik asit, H2C03 oluşturmak için suyla reaksiyona girer.
Doymuş çözeltiyle fark
Yukarıda özetleneni özetlemek gerekirse, doymamış ve doymuş bir çözelti arasındaki farklar nelerdir? İlk olarak, görsel yönü: doymamış bir çözüm, tek bir fazdan oluşur. Bu nedenle, katı (katı faz) veya kabarcık olmamalıdır (gaz fazı).
Benzer şekilde, doymamış bir çözelti içindeki çözünen konsantrasyonlar, bir çökelti veya kabarcık oluşana kadar değişebilir. Doymuş çözeltilerde, bifazik (sıvı-katı veya sıvı-gaz) iken, çözünen çözünen maddenin konsantrasyonu sabittir.
Neden? Çünkü çökeltiyi oluşturan parçacıklar (moleküller veya iyonlar) çözücü içinde çözünmüş olanlarla dengeyi sağlar:
Parçacıklar (çökeltiden çözünmüş parçacıklardan
Kabarcık molekülleri Çözünmüş moleküller
Bu senaryo doymamış çözeltilerde dikkate alınmamıştır. Doymuş bir çözelti içinde daha fazla çözünen çözünmeye çalışırken, denge sola doğru hareket eder; daha fazla çökelti veya kabarcık oluşumu.
Doymamış çözeltilerde bu denge (doygunluk) henüz kurulmadığından, sıvı daha fazla katı veya gazı "depolayabilir".
Deniz dibinde bir yosun etrafında çözünmüş oksijen var, ancak oksijen kabarcıkları yapraklarından geldiğinde, bu gaz doygunluğunun meydana geldiği anlamına gelir; Aksi takdirde kabarcıklar gözlenmez.