Mikä on ylikyllästetty ratkaisu?

Etuliite “super-” tarkoittaa ylittämistä, kun taas termi kyllästää tarkoittaa niin paljon jotain, kuin tavallisesti on mahdollista pitää sisällään. Ylikyllästetty liuos syntyy, kun aine – liuennut aine – liuotetaan veteen tai muuhun liuottimeen siinä määrin kuin se ei tavallisesti ole mahdollista. Useimmat aineet muodostavat ylikyllästetyn liuoksen vain vaikeuksitta. Ylikyllästetty liuos saavutetaan yleensä muuttamalla tyydyttyneen liuoksen olosuhteita. Osa liuottimen haihduttamisesta erittäin puhtaassa ympäristössä voi saavuttaa tarkoituksen, samoin kuin asianmukainen muutos liuoksen lämpötilassa.

Kun osa liuottimesta haihtuu liuoksesta, tämä liuos kehittää liuenneen aineen ja liuottimen suhteen suuremmaksi. Jos lähtöliuos oli aiemmin kyllästetty, siitä tulee sitten ylikyllästetty. Useimpien aineiden liukoisuus kasvaa lämpötilan noustessa ja liukoisuus vähenee, kun lämpötilaa lasketaan. Näiden aineiden tyydyttynyt liuos ylikyllästyy, kun lämpötilaa lasketaan. Päinvastainen pätee aineisiin, joiden liukoisuus heikkenee lämpötilan noustessa ja liukoisuus kasvaa laskiessaan lämpötilaa; jos yksi niistä oli tyydyttyneessä tilassa, se ei enää ole alemmassa lämpötilassa.

Ylikyllästetyt liuokset ovat luonnostaan ​​epävakaita ja reagoivat samalla tavalla kuin superjäähdytetyt nesteet; monet ihmiset ovat kokeneet veden jäähdytyksen. Jos puhdasta vettä jäähdytetään riittävästi ja säiliö pidetään paikallaan ja on puhdas ja naarmuuntumaton, jäätymispisteen alapuolella oleva lämpötila voidaan saavuttaa ilman jään muodostumista-vesi ylikuumenee. Aseta naarmuuntunut tai likainen esine veteen ja se voi jähmettyä hetkessä. Tämä johtuu siitä, että naarmut ja hiukkaset tarjoavat piste- ja viivarajapintoja, joihin kiteet voivat ytimenytyä ja kasvaa. Lisää samalla tavalla muutamia pölyhiukkasia tai pieniä kiteitä ylikyllästettyyn liuokseen, ja muutamassa hetkessä kiinteät muodot astian pohjalle jättäen tavallisen, kylläisen liuoksen.

Yksi kaupallinen tuote ulkokäyttöön käyttää ylikylläisyyttä. Se on kemiallinen lämmitystyyny tai käsilämmitin, joka käyttää yksinkertaista natriumasetaattitrihydraattia. Tämä kemiallinen suola muodostaa helposti ylikyllästetyn liuoksen, jos se pidetään puhtaana pölystä ja kiteistä. Jos suljetussa pussissa, joka sisältää tätä liuosta, on pudonnut muutama pieni asetaatin kide, niin ylikyllästetty liuos muuttuu nopeasti tyydyttyneeksi heittämällä liika -aineylimäärä pois. Koska reaktio on eksoterminen – lämpöä tuottava – liuos lämmittää pussia pitävän henkilön käsiä tai taskuja.