- Factors que afecten la saturació
- temperatura
- pressió
- composició química
- factors mecànics
- Saturació i corbes de solubilitat
- Exemples de solucions saturades
- Què és una solució sobresaturada?
- References
Una solució saturada és una solució química que conté el màxim de concentració de solut dissolt en un solvent. És considerada un estat d'equilibri dinàmic on les velocitats en què el solvent dissol el solut i la velocitat de recristal·lització són iguals (J., 2014).
El solut addicional no es dissoldrà en una solució saturada i apareixerà en una fase diferent, ja sigui un precipitat si és un sòlid en líquid o una efervescència si és un gas en un líquid (Anne Marie Helmenstine, 2016).
A la figura 1 es il·lustra un exemple d'una solució saturada. A la figura 1.1, 1.2 i 1.3 hi ha un volum constant d'aigua en el vas de precipitat. A la figura 1.1 comença el procés de saturació, on el solut comença a dissoldre, representat per les fletxes vermelles.
A la figura 1.2, gran part de l'sòlid s'ha dissolt, però no completament a causa de el procés de recristal·lització, representat per les fletxes blaves.
A la figura 1.3, només una petita quantitat de solut queda sense dissoldre. En aquest cas, la velocitat de recristal·lització és més gran que la velocitat de dissolució. (Tipes of saturation, 2014)
El punt de màxima concentració d'un solut en un solvent es coneix com a punt de saturació.
Factors que afecten la saturació
La quantitat de solut que pot ser dissolt en un solvent dependrà de diferents factors, entre ells els més importants són:
temperatura
La solubilitat s'incrementa amb la temperatura. Per exemple, es pot dissoldre més quantitat de sal en aigua calenta que en aigua freda.
No obstant això poden existir excepcions, per exemple, la solubilitat dels gasos en aigua disminueix a l'incrementar la temperatura. En aquest cas, les molècules de solut reben energia cinètica a l'escalfar-se el que facilita la seva fuita.
pressió
L'increment de pressió pot forçar la dissolució de solut. Això és comunament utilitzat per dissoldre gasos en líquids.
composició química
La naturalesa de l'solut i de l'solvent i la presència d'altres compostos químics en la solució afecten la solubilitat. Per exemple, es pot dissoldre una major quantitat de sucre en aigua, que sal en aigua. En aquest cas es diu que el sucre és més soluble.
Etanol en aigua són completament solubles l'un amb l'altre. En aquest cas en particular, el solvent serà el compost que es trobi en major quantitat.
factors mecànics
En contrast amb la velocitat de dissolució, la qual depèn principalment de la temperatura, la velocitat de recristal·lització depèn de la concentració de solut en la superfície de la xarxa cristal·lina, cas que s'afavoreix quan una solució està immòbil.
Per tant, l'agitació de la solució evita aquesta acumulació, maximitzant la dissolució (Tipes of saturation, 2014).
Saturació i corbes de solubilitat
Les corbes de solubilitat són una base de dades gràfica on es compara la quantitat de solut que es dissol en una quantitat de solvent, a una temperatura determinada.
Les corbes de solubilitat es grafican comunament per a una quantitat de solut ja sigui sòlid o gas, en 100 grams d'aigua (Brian, 2014).
A la figura 2 es il·lustra les corbes de saturació per a diversos soluts en aigua.
A l'eix de les coordenades es té la temperatura en graus centígrads, i en l'eix de les abscisses es té la concentració de solut expressada en grams de solut per cada 100 grams d'aigua.
La corba indica el punt de saturació a una temperatura determinada. La zona que es troba sota de la corba indica que es té una solució insaturat i per tant es pot afegir més solut.
La zona per sobre de la corba es té una solució sobresaturada. (Solubility Curves, sf)
Prenent com a exemple el clorur de sodi (NaCl), a 25 graus centígrads es pot dissoldre aproximadament 35 grams de NaCl en 100 grams d'aigua per obtenir una solució saturada. (Cambrige University, sf)
Exemples de solucions saturades
Les solucions saturades es poden trobar en el dia a dia, no cal estar en un laboratori químic. El solvent no necessàriament ha de ser aigua. A continuació es presenten exemples quotidians de solucions saturades:
-La soda i els refrescos en general són solucions saturada de diòxid de carboni en aigua. És per això, que quan s'allibera la pressió es formen bombolles de diòxid de carboni.
-Els sòls de terra estan saturats amb nitrogen.
-Es li pot afegir sucre o sal a el vinagre fins a formar una solució saturada.
-Agregar xocolata en pols a la llet fins que aquest no es dissolgui, forma una solució saturada.
-La llet pot ser saturada amb farina a tal punt que no es pot afegir més farina a la llet.
-La mantega fosa pot ser saturada amb sal, quan la sal ja no es dissolgui.
Què és una solució sobresaturada?
La definició d'una solució sobresaturada és aquella que conté més solut dissolt del que normalment podria dissoldre en el dissolvent. En general això es fa augmentant la temperatura de la solució.
Una alteració lleu de la solució o introducció d'una «llavor» o diminut cristall de solut forçarà la cristal·lització de l'excés de solut. Si no hi ha punt de nucleació per a la formació de cristalls, l'excés de solut pot romandre en solució.
Una altra forma de sobresaturació pot ocórrer quan es refreda acuradament una solució saturada. Aquest canvi en les condicions, vol dir que la concentració és realment més gran que el punt de saturació, la solució s'ha sobresaturat.
Això es pot usar en el procés de recristal·lització per purificar un producte químic: es dissol fins al punt de saturació en dissolvent calent, llavors a mesura que el dissolvent es refreda i la solubilitat disminueix, l'excés de solut precipita.
Les impureses, que són presents en una concentració molt més baixa, no saturen el dissolvent i romanen així dissoltes en el líquid.
References
- Anne Marie Helmenstine, P. (2016, el juliol 7). Saturated Solution Definition and Examples. Retrieved from about: about.com
- Cambrige University. (Sf). Solubility curves. Retrieved from dynamicscience.com: dynamicscience.com.au.
- Examples of Saturated Solution. (Sf). Retrieved from yourdcitionary: examples.yourdictionary.com.
- , S. (2014, el juny 4). Saturated and Supersaturated Solutions. Retrieved from socratic.org: socratic.org.
- James, N. (sf). Saturated Solution: Definition & Examples. Retrieved from study.com: study.com.
- , B. (2014, octubre 14). Saturated and Supersaturated Solutions. Retrieved from socratic.org: socratic.org.
- Solubility Curves. (Sf). Retrieved from KentChemistry: kentchemistry.com.
- Tipes of saturation. (2014, el juny 26). Retrieved from chemistry libretex: chem.libretexts.org.