Условие задачи
Чем отличаются понятия «насыщенный раствор» и «концентрированный раствор»?
Решение
Дисциплина, к которой относится данная задача, – химия, точнее физическая химия и химия растворов. Ниже приводится подробное решение с использованием правил химии и с обозначениями через символы Unicode.
Шаг 1. Определим понятие «насыщенный раствор».
– Насыщенным раствором называется такое однородное химическое соединение, в котором при данной температуре и давлении растворителем не может быть растворено большее количество вещества, поскольку достигается равновесие между процессами растворения и осаждения.
– Формально можно записать: при температуре T и давлении P, если добавлять в растворитель вещество A, оно не растворяется, а остается в виде осадка, значит достигнута максимальная растворимость вещества A.
– Пример: насыщенный раствор соли NaCl в воде при 20°С имеет определенный предел концентрации.
Шаг 2. Определим понятие «концентрированный раствор».
– Концентрированный раствор – это раствор, содержащий достаточное (высокое) количество растворённого вещества по сравнению с другими растворами.
– Этот термин является относительным и указывает на высокую концентрацию растворённого вещества, но не обязательно означает, что достигнуто максимальное количество растворённого вещества (то есть раствор может быть не насыщенным).
– Пример: можно получить концентрированный раствор, разбавив минимальное количество растворителя в растворённом веществе, даже если растворение вещества не достигло предела его растворимости.
Шаг 3. Сравнение понятий.
1. Насыщенный раствор характеризуется достижением максимальной растворимости при конкретных условиях:
– Его состав определяется равновесием между процессом растворения и обратным процессом кристаллизации.
– Дополнительное вещество не растворяется и может оседать.
2. Концентрированный раствор характеризуется лишь высоким уровнем концентрации растворённого вещества без указания, что раствор достиг предельного лимита растворимости:
– Такой раствор можно получить как при растворении вещества в малом количестве растворителя, так и в растворе, в котором еще возможно добавить растворённое вещество до наступления равновесия.
Таким образом, основное отличие состоит в следующем:
– «Насыщенный раствор» означает, что растворённое вещество достигло своего предельного количества, которое может быть растворено при данных условиях (при изменении температуры соотношение может измениться, но в рамках данных условий оно фиксировано).
– «Концентрированный раствор» указывает на высокую концентрацию, но не гарантирует достижения максимальной растворимости; растворы с высокой концентрацией могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными.
Подытоживая:
Если обозначить Cₘₐₓ – максимальную концентрацию растворённого вещества при данных условиях (так называемую растворимость), то для насыщенного раствора имеем:
C = Cₘₐₓ,
а для концентрированного раствора обычно C близка к Cₘₐₓ, но может быть и меньше, главное – значение C относительно высоко по сравнению с другими растворами этого же вещества.
Ответ:
Насыщенный раствор – это раствор, в котором при заданных условиях растворитель уже не способен растворить дополнительное количество растворённого вещества (достигнута растворимость вещества), тогда как концентрированный раствор – это раствор с высокой концентрацией растворённого вещества, но не обязательно достигший предела растворимости.