過飽和ソリューションとは何ですか？

接頭辞「super-」は超えることを意味しますが、飽和という用語は、通常他の何かが保持できる限り多くのものを入れることを意味します。 物質-溶質-が通常不可能な程度まで水または別の溶媒に溶解すると、過飽和溶液が生成されます。 ほとんどの物質は、過飽和溶液を形成するのは困難です。 通常、過飽和溶液は、飽和溶液の条件を変更することで実現されます。 非常にきれいな環境で溶媒の一部を蒸発させることで目的を達成でき、溶液温度を適切に変化させることができます。

溶媒の一部が溶液から蒸発すると、その溶液は溶質と溶媒の比率が増加します。 開始溶液が以前に飽和していた場合、過飽和になります。 ほとんどの物質は、温度が上がると溶解度が上がり、温度が下がると溶解度が下がります。 これらの物質では、温度が下がると飽和溶液が過飽和になります。 温度が上昇すると溶解度が低下し、温度が低下すると溶解度が増加する物質については逆です。 それらの1つが飽和状態にある場合、それはもはや低温ではなくなります。

過飽和溶液は本質的に不安定であり、過冷却液体の場合と同様の方法で反応します。 多くの人が過冷却水の現象を経験しています。 純水が十分に冷やされ、容器が静止し、清潔で傷がつかない場合、氷が形成されずに氷点下の温度に達する可能性があります。水は過冷却されます。 傷や汚れた物体を水の中に入れると、ほんの一瞬で固まることがあります。 これは、傷や粒子が、結晶が核を形成し成長する可能性のある点と線の境界面を提供するためです。 同様に、いくつかのダスト粒子または小さな結晶を過飽和溶液に導入すると、コンテナの底に瞬間的に固体が形成され、通常の飽和溶液が残ります。

屋外で使用するための1つの市販製品は、過飽和の特性を採用しています。 単純な化合物である酢酸ナトリウム三水和物を使用した化学加熱パッドまたはハンドウォーマーです。 この化学塩は、ほこりや結晶を含まない場合、過飽和溶液を容易に形成します。 この溶液を含む閉じたポーチに酢酸塩の小さな結晶がいくつか落ちている場合、過飽和溶液は過剰な溶質を捨てることにより飽和溶液にすぐに戻ります。 反応は発熱であるため（発熱）、溶液はポーチを持っている人の手やポケットを温めます。