Dung dịch Saccharose siêu bão hòa C12H22O11 được tạo ra bằng cách hòa tan Saccharose trong nước nóng và để nguội từ từ dung dịch đến nhiệt độ phòng. Sau một thời gian dài, lượng Saccharose sẽ kết tinh ra khỏi dung dịch. Hãy cho biết những phát biểu sau đây là đúng hay sai ?
a) Sau khi lượng Saccharose dư kết tinh, dung dịch còn lại đã bão hòa
b) Sau khi lượng Saccharose dư kết tinh, hệ thống lúc này không ổn định và không ở trạng thái cân bằng
c) Sau khi lượng Saccharose kết tinh hết, tốc độ phân tử Saccharose rời khỏi bề mặt tinh thể để hydrate hóa bởi nước bằng tốc độ phân tử Saccharose trong nước bám vào bề mặt tinh thể
d) Khi tăng nhiệt độ, độ tan của Saccharose trong nước tăng.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, khi dung dịch siêu bão hòa bị mất bớt phần chất tan do kết tinh, cuối cùng nó đạt đến trạng thái bão hòa — tức là dung dịch chứa lượng saccharose tối đa mà nước có thể hòa tan ở nhiệt độ đó. Phần saccharose kết tinh là phần dư vượt quá độ tan.
(b) Sai, sau khi kết tinh xong và không còn saccharose dư ở dạng hòa tan vượt quá độ tan, hệ thống gồm dung dịch bão hòa và tinh thể saccharose đang ở trạng thái cân bằng động (giữa hòa tan và kết tinh). Đây là trạng thái ổn định về nhiệt động học, không còn là siêu bão hòa.
(c) Đúng, đây là mô tả của trạng thái cân bằng động: tốc độ hòa tan bằng tốc độ kết tinh. Dù có trao đổi phân tử giữa pha rắn và pha lỏng, tổng lượng saccharose hòa tan không đổi.
(d) Đúng, saccharose là chất rắn dễ tan trong nước và có độ tan tăng theo nhiệt độ, đặc trưng của nhiều hợp chất phân cực tan tốt trong dung môi phân cực như nước.