Back to chapter

12.5:

שיווי משקל של תמיסות ורוויה

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Solution Equilibrium and Saturation

Languages

Share

כאשר ממיסים מוצקים מתמוססים בממס, לאורך זמן ריכוז מולקולות המומס בתמיסה גדל. זה מגדיל את הסיכויים לכך שחלק ממולקולות המומס יתנגשו וישתלבו מחדש כדי ליצור גבישים. התגבשות מחדש והמסה הם שני תהליכים מתחרים.כאשר המומס מתחיל להתמוסס, קצב הפירוק הרבה יותר גדול מקצב ההתגבשות מחדש. כשריכוז של מומס שהתמוסס גדל, קצב ההתגבשות מחדש עולה. כשקצב הפירוק שווה לשיעור התגבשות מחדש, נוצרת שיווי משקל דינמי.תמיסה במצב של שיווי משקל דינמי נקראת תמיסה רוויה. כל מומס נוסף שמתווסף לתמיסה זו יישאר בלתי מומס. לעומת זאת, כל תמיסה המכילה פחות מהכמות הדרושה כדי ליצור תמיסה רוויה היא תמיסה לא רוויה ויש לה קיבולת להמיס עוד מומס.אם תמיסה רוויה מחוממת, היא יכולה להמס עוד מומס. כשהתמיסה מתקררת לאט ללא הפרעה, היא יוצרת תמיסה בעלת ריווי-יתר, שבה התמיסה מכילה יותר מכמות המומס בשיווי המשקל. תמיסות בעלות ריווי-יתר אלה הן בלתי יציבות, כלומר, המומס העודף שוקע לעיתים קרובות.אם מתווספת כמות קטנה של מומס לתמיסה בעלת ריווי-יתר, המוצקים הגבישיים פועלים כתבנית למומס העודף על מנת שיתגבש. ברגע שהגבישים החדשים שנוצרו מתמקמים בתחתית, התמיסה הרוויה יכולה להישאר יציבה ונוצר מחדש שיווי-משקל דינמי.

12.5:

שיווי משקל של תמיסות ורוויה

Imagine adding a small amount of sugar to a glass of water, stirring until all the sugar has dissolved, and then adding a bit more. You can repeat this process until the sugar concentration of the solution reaches its natural limit, a limit determined primarily by the relative strengths of the solute-solute, solute-solvent, and solvent-solvent attractive forces. You can be certain that you have reached this limit because, no matter how long you stir the solution, undissolved sugar remains. The concentration of sugar in the solution at this point is known as its solubility.

The solubility of a solute in a particular solvent is the maximum concentration that may be achieved under given conditions when the dissolution process is at equilibrium.

When a solute’s concentration is equal to its solubility, the solution is said to be saturated with that solute. If the solute’s concentration is less than its solubility, the solution is said to be unsaturated. A solution that contains a relatively low concentration of solute is called dilute, and one with a relatively high concentration is called concentrated.

Solutions may be prepared in which a solute concentration exceeds its solubility. Such solutions are said to be supersaturated, and they are interesting examples of nonequilibrium states. For example, the carbonated beverage in an open container that has not yet “gone flat” is supersaturated with carbon dioxide gas; given time, the CO2 concentration will decrease until it reaches its solubility.

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 11.3: Solubility.

Suggested Reading

  1. Husband, Tom. "The sweet science of candymaking." ChemMatters 10, no. 11 (2014): 5-8.
  2. Fischinger, Andrew J. "A flotation method for growing large single crystals." Journal of Chemical Education 46, no. 8 (1969): 486.