Qu'est-ce qu'une solution sursaturée?
Le préfixe "super" signifie "surpasser", tandis que le terme "saturer" signifie mettre dans la mesure du possible quelque chose d'autre que ce qui est habituellement possible. Une solution sursaturée est produite lorsqu'une substance - un soluté - est dissoute dans de l'eau ou dans un autre solvant à un degré qui n'est pas normalement possible. La plupart des substances ne forment que difficilement une solution sursaturée. Une solution sursaturée est généralement obtenue en modifiant les conditions d'une solution saturée. Évaporer une partie du solvant dans un environnement très propre peut être utile, tout comme un changement approprié de la température de la solution.
Une partie du solvant s'évaporant d'une solution, celle-ci développe un rapport soluté / solvant accru. Si la solution de départ était préalablement saturée, elle devient alors sursaturée. La plupart des substances augmentent de solubilité avec l'élévation de température et diminuent de solubilité lorsque la température est abaissée. Pour ces substances, une solution saturée devient sursaturée lorsque la température est abaissée. L'inverse est vrai pour les substances dont la solubilité diminue avec l'augmentation de la température et celle qui augmente avec la baisse de température; si l'un d'entre eux était saturé, il ne le serait plus à une température inférieure.
Les solutions sursaturées sont intrinsèquement instables et réagissent de manière similaire à celle des liquides sur-refroidis; de nombreuses personnes ont expérimenté le phénomène de l'eau en surfusion. Si l’eau pure est suffisamment refroidie et que le récipient est maintenu immobile, propre et sans rayures, une température inférieure au point de congélation peut être atteinte sans formation de glace - l’eau est surfondue. Placez un objet rayé ou sale dans l'eau et il pourrait se solidifier en quelques instants. En effet, les rayures et les particules fournissent des interfaces ponctuelles et linéaires sur lesquelles les cristaux peuvent se nucléer et se développer. De même, introduisez quelques particules de poussière ou de minuscules cristaux dans une solution sursaturée et, en quelques instants, un solide se forme au fond du récipient, laissant une solution ordinaire et saturée.
Un produit commercial pour une utilisation en extérieur utilise la propriété de sursaturation. C’est un coussin chauffant chimique ou un réchaud pour les mains, utilisant le composé simple acétate de sodium trihydraté. Ce sel chimique forme facilement une solution sursaturée s’il est exempt de poussière et de cristaux. Si une poche fermée contenant cette solution contient alors quelques petits cristaux d'acétate, la solution sursaturée redevient rapidement saturée en jetant le soluté en excès. Comme la réaction est exothermique - produisant de la chaleur - la solution réchauffe les mains ou les poches de la personne qui tient la poche.