정의상 과포화 솔루션 용매가 담을 수있는 것보다 더 많은 용질을 함유하는 화학 용액입니다. 다시 말해, 과포화 용액은 포화 용액보다 용해 된 용질을 더 많이 갖는다. 과포화 솔루션을 형성하는 과정은 Superaturation 입니다. . 일반적으로, 과포화는 액체 용매에 용해 된 고체 용질을 포함하지만,이 용어는 액체 및 가스 혼합물의 가스에도 적용된다. 다음은 과포화 솔루션을 만드는 방법, 예제를 살펴 보는 방법 및 과포화의 일부 사용에 대한 설명입니다.
과포화 솔루션을 만드는 방법
과포화는 용해도에 관한 것입니다. 포화 용액은 용매에 용해되고 평형에 도달하는 최대 용질의 양을 포함합니다. 과부 포화 용액에는 훨씬 더 용해 된 용질이 포함되어 있습니다. 기본적으로, 당신은 용매에서 용질의 용해도를 제어하여 과포화 용액을 만듭니다. 용해도는 몇 가지 요인에 따라 다르지만 제어하기 가장 쉬운 것은 온도입니다.
일반적으로 온도에 따라 용해도가 증가합니다. 따라서 용액을 가열하고 더 많은 용질을 용해시키고 결과적인 과포화 용액을 조심스럽게 식 힙니다. 이것은 사람들이 암석 사탕이나 구리 황산염 결정과 같은 수용액에서 결정을 재배 할 때 사용하는 과정입니다.
온도에 따라 덜 일반적으로 용해도가 감소합니다. 예를 들어, 황산나트륨 또는 Glauber의 소금 (NA 2 그래서
정해진 조건 하에서 농도를 유지하지만 실제로 평형은 아니다. 용액이 위상을 변경하는 데 필요한 열역학적 장벽을 극복하면 과포화에서 포화로 이동합니다. 일부 과포화 솔루션은 방해 할 때 자발적으로 결정화됩니다. 더 자주, 과포화 용액에 종자 결정을 첨가하면 결정화가 유발됩니다.
결정화는 용액의 농도 만 평형 상태에있는 지점으로 만 줄어 듭니다. 이것은 포화 용액입니다. 따라서 결정화를 통해 용액에서 모든 용질을 제거 할 수는 없습니다.
가스와 관련된 솔루션의 경우, 상처화에는 종종 압력이 포함됩니다. 압력 증가는 일반적으로 용해도를 증가시킵니다. 압력을 신중하게 방출하면 과포화 솔루션이 허용됩니다.
과포화 솔루션의 예
그것들은 안정적이지 않기 때문에 과포화 솔루션이 드물다고 생각할 수 있습니다. 그러나 일상 세계에는 몇 가지 예가 있습니다.
- 맑은 꿀의 설탕은 과포화되어 있습니다. 결정은 실온에서 천천히 형성되는 경향이 있지만 꿀을 냉장하면 용액에서 설탕을 빠르게 제외시킬 수 있습니다.
- 용질을 물에 용해시킴으로써 성장한 결정은 과포화에 의존합니다. 첫 번째 단계는 고체를 따뜻하거나 뜨거운 물에 녹이는 것입니다. 용액이 실온으로 냉각됨에 따라 과포화됩니다. 종자 결정을 첨가하면 결정 성장이 촉진됩니다. 그렇지 않으면 용기 표면의 불완전 성 또는 용액의 사소한 불순물은 핵 생성 부위로 작용합니다.
- 이산화탄소는 청량 음료로 과포화됩니다. 이 경우, 압력은 일반적으로 용해되는 것보다 용매 (물)에 더 많은 이산화탄소를 강제로 강력합니다. 캔을 여는 것은 압력을 방출하고 가스 거품으로 용해 된 이산화탄소 탈출을 방출합니다.
- 마찬가지로, 혈액에 용해 된 가스가 깊이에서 과포화 될 때 감압 질병 또는“굽힘”이 발생합니다. 느린 감압은 용해 된 가스가 거품으로 변하는 것을 방지합니다.
- 클라우버스는 공기 중의 물의 과포화로 인해 발생합니다. 온도 또는 압력의 변화는 수증기에서 액체 물로 전환을 유발합니다.
Superaturated Solutions의 사용
과포화에는 재미 있고 실용적인 응용이 있습니다.
- 그것은 즐거움과 결정 구조 연구를 위해 결정 성장을 가능하게합니다.
- 과포화 용액의 결정화는 결정이 많은 오염 물질을 배제함에 따라 화학적 순도를 증가시키는 방법 중 하나입니다.
- 일부 약물은 정밀한 복용량을 허용하거나 물에 용해도가 낮은 약물을 전달하기 위해 용매에서 과포화됩니다.
- 물에서의 산소 과포화에 대한 연구는 광합성 활동과 생태계 건강의 지표입니다.
참조
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