Vamos primeiro examinar brevemente o conceito de saturação antes de passar para uma análise complexa da diferença entre solução saturada e supersaturada. As soluções são feitas dissolvendo um soluto em um solvente. As duas propriedades químicas de "saturação" e "supersaturação" em solventes dependem principalmente da solubilidade do soluto no solvente. A uma dada temperatura, a solubilidade de um soluto em um determinado solvente é uma constante (Q).
Q é definido como o produto iônico do soluto.
Exemplo: Solubilidade do AgCl na água (QAgCl) = [Ag+] [Cl-]
Geralmente, se continuarmos adicionando o soluto ao solvente, há uma quantidade máxima que podemos adicionar dissolvendo no solvente. Após um certo limite, o soluto começa a precipitar no solvente. Torna-se uma solução supersaturada após esse limite. É chamada de solução saturada quando podemos dissolver o soluto sem formação de precipitado.
o diferença chave entre Saturação e supersaturação é que, Saturação é o estado no qual uma solução de uma substância não pode dissolver mais dessa substância e quantidades adicionais aparecerão como uma fase separada, enquanto supersaturação é o estado de uma solução que contém mais material dissolvido do que poderia ser dissolvido por o solvente em circunstâncias normais.
Existe um número muito limitado de compostos que são infinitamente solúveis em um solvente; o que significa que podemos misturar o soluto no solvente em qualquer proporção para dissolver sem formar um precipitado. No entanto, a maioria dos solutos não é infinitamente insolúvel; eles formam um precipitado se você adicionar mais soluto ao solvente.
As soluções saturadas contêm o número máximo de moléculas de soluto que podem ser dissolvidas sem precipitação.
Soluções supersaturadas são formadas se você adicionar soluto adicional à solução saturada. Em outras palavras, é a condição em uma solução saturada, quando você adiciona uma quantidade adicional de soluto à solução. Em seguida, começará a formar um precipitado na solução porque o solvente excedeu a quantidade máxima de moléculas de soluto que pode dissolver. Se você aumentar a temperatura do solvente, poderá criar uma solução saturada dissolvendo as moléculas de soluto.
A supersaturação do açúcar na água permite a formação de balas de rocha.
Solução saturada: A uma temperatura específica, diz-se que uma solução é uma solução saturada, se contiver tanto quanto moléculas de soluto que o solvente possa reter.
Solução supersaturada: A uma temperatura específica, diz-se que uma solução é uma solução supersaturada, se contiver mais moléculas de soluto, pode dissolver-se.
Para soluções saturadas; Q = Ksp (Sem precipitação)
Para soluções supersaturadas; Q> Ksp (O precipitado se formará)
Onde;
Q = solubilidade (quociente de reação)
K sp= Produto de solubilidade (produto matemático das concentrações de íons dissolvidos aumentado à potência de seus coeficientes estequiométricos)
Exemplo: Considere dissolver o cloreto de prata (AgCl) em água.
AgCl - Soluto e Água - Solvente
O AgCl se dissolveu em água Uma grande quantidade de AgCl se dissolveu em água.
A solução é clara O precipitado é claramente visível
Q = [Ag+] [Cl-] = Ksp Q = [Ag+] [Cl-]> Ksp
Onde,
[Ag+] = Concentração de Ag+ na água
[Cl-] = Concentração de Cl- na água
Para AgCl, Ksp = 1,8 × 10-10 mol2dm-6
As soluções saturadas e supersaturadas são formadas quando você adiciona um determinado soluto em um solvente. A uma dada temperatura, primeiro, forma uma solução não saturada e, em seguida, uma solução saturada e, finalmente, a solução supersaturada.
Exemplo: Dissolvendo sal em água
Solução insaturada: Menos quantidade de sal na água, solução clara, sem precipitação.
Solução saturada: A quantidade máxima de sal é dissolvida na água, a cor da solução muda ligeiramente, mas não há precipitação.
Solução supersaturada: Mais sal é dissolvido em água, solução nublada, precipitação é visível.
Cortesia da imagem:
“Rock-Candy-Sticks” de Evan-Amos - Trabalho próprio. (CC BY-SA 3.0) via Commons