Che cos'è una soluzione super saturata?
Il prefisso "super-" significa superare, mentre il termine saturare significa inserire tanto quanto è normalmente possibile che qualcos'altro sostenga. Una soluzione supersaturata viene prodotta quando una sostanza - un soluto - viene dissolta in acqua o in un altro solvente in misura non ordinariamente possibile. La maggior parte delle sostanze forma una soluzione sovrasatura solo con difficoltà. Una soluzione supersaturata viene generalmente ottenuta modificando le condizioni di una soluzione satura. Evaporare parte del solvente in un ambiente molto pulito può raggiungere lo scopo, così come un adeguato cambiamento della temperatura della soluzione.
Poiché parte del solvente evapora da una soluzione, quella soluzione sviluppa un rapporto soluto-solvente aumentato. Se la soluzione iniziale è stata precedentemente saturata, diventa sovrasaturata. La maggior parte delle sostanze aumenta nella solubilità con un aumento della temperatura e diminuisce nella solubilità quando la temperatura viene abbassata. Per tali sostanze, una soluzione satura diventa sovrasatura quando la temperatura viene abbassata. È vero il contrario per le sostanze che diminuiscono nella solubilità con l'aumentare della temperatura e aumentano nella solubilità con l'abbassamento della temperatura; se uno di loro era in uno stato saturo, non sarà più a una temperatura più bassa.
Le soluzioni super saturate sono intrinsecamente instabili e rispondono in modo simile a quelle dei liquidi super raffreddati; molte persone hanno sperimentato il fenomeno dell'acqua super raffreddata. Se l'acqua pura viene raffreddata a sufficienza e il contenitore viene mantenuto fermo ed è pulito e privo di graffi, una temperatura inferiore al punto di congelamento può essere raggiunta senza formazione di ghiaccio - l'acqua è super raffreddata. Metti un oggetto graffiato o sporco nell'acqua e potrebbe solidificarsi in pochi istanti. Questo perché graffi e particelle forniscono interfacce punto e linea su cui i cristalli possono nuclearsi e crescere. Allo stesso modo, introdurre alcune particelle di polvere o minuscoli cristalli in una soluzione sovrasatura e, in pochi istanti, forme solide sul fondo del contenitore, lasciando una normale soluzione satura.
Un prodotto commerciale per uso esterno utilizza la proprietà di sovrasaturazione. Si tratta di un cuscinetto riscaldante chimico o di uno scaldamani, usando il semplice composto acetato di sodio triidrato. Questo sale chimico forma prontamente una soluzione sovrasatura, se tenuto libero da polvere e cristalli. Se in una busta chiusa contenente questa soluzione sono stati lasciati cadere alcuni piccoli cristalli di acetato, la soluzione sovrasaturata si trasforma rapidamente in una satura gettando il soluto in eccesso. Poiché la reazione è esotermica - produce calore - la soluzione riscalda le mani o le tasche della persona che tiene la busta.