supersaturasjon

Supersaturasjon, eller overmetning, er en tilstand hvor et stoff forekommer i en løsning eller i damp i en høyere konsentrasjon eller tetthet enn det som er stabilt ved den aktuelle temperaturen og trykket. I løsninger betyr det at mengden oppløst stoff overskrider løseligheten ved den gjeldende temperaturen; løsningen er derfor metastabil og kan krystallisere hvis forholdene endres eller en kjernestart oppstår. I dampform skjer supersaturasjon når partialtrykket av et stoff er høyere enn metningstrykket ved samme temperatur; dette kan føre til kondensasjon eller krystallisering når en kjerneløs utvikling finner sted.

Mekanismen bak supersaturasjon er ofte en metastabil tilstand som krever en energitilnærming for å initiere kjernedannelse (nukleasjon). Nukleasjon kan være homogen (i ren løsning eller ren damp) eller heterogen (på overflater, støvpartikler eller urenheter). Når en kjernestøtte først dannes, vokser krystaller eller dråper ved tilførsel av molekyler fra løsningen eller dampen.

Faktorer som påvirker og betegnelser: Temperaturendringer, nedkjøling, fordamping og endring av løsemiddel kan skape supersaturasjon. Løseligheten varierer med temperatur og sammensetning, og tilsetninger, urenheter og overflater påvirker både kjernedannelse og vekst. Metastabilt område beskriver området mellom mettet løsning og oversaturert løsning hvor supersaturasjonen kan opprettholdes midlertidig før krystallisering inntreffer.

Anvendelser og forekomster: I kjemisk og prosessindustri er kontroll av supersaturasjon viktig for krystallisering av salter og legemidler, slik at ønsket krystallstruktur og fase oppnås. Innen meteorologi spiller oversaturasjon av vann­damp en nøkkelrolle i skydannelse og kondens, mens i biologi og materialvitenskap studeres supersaturasjon i forhold til protein-, polymer- og nanokrystallisering.