supersaturatieoplossing

Een supersaturatieoplossing is een oplossing waarin meer van de oplossende stof aanwezig is dan bij evenwicht mogelijk is onder de gegeven temperatuur en druk. Het is een metastabiele toestand: de oplossing blijft vaak lang stabiel totdat een verstoring een kanaal voor kristallisatie opent. In een supersaturatieoplossing kunnen extra moleculen “gevangen” zitten in de oplossing zonder te precipiteren.

Totstandkoming gebeurt meestal door de stof bij hoge temperatuur volledig op te lossen en vervolgens langzaam af te koelen, of door verdunning en verdamping zodat de hoeveelheid opgeloste stof hoger blijft dan de verzadigde toestand bij de lagere temperatuur. Een andere methode is het vroeger oplosen van veel stof en vervolgens snelle afkoeling of verdamping, waardoor de oplossing tijdelijk oversaturated blijft.

De stabiliteit hangt af van het ontbreken van nucleatieplaatsen en van minimale beweging. Kleine verstoringen, zoals aanraking, schudden of de toevoeging van een kiemkristal, kunnen leiden tot snelle kristallisatie. Tijdens die kristallisatie wordt warmte vrijgegeven en het opgeloste stof verplaatst zich razendsnel naar een vaste kristalstructuur.

Toepassingen en voorbeelden: een bekend demonstratie­voorbeeld is natriumacetaat in water, vaak gebruikt in handwarmer-middelen. Bij opwarming kan meer natriumacetaat oplossen; bij afkoeling blijft het supersatureren en kan een kiemkristal leiden tot plotseling kristalliseren, wat warmte oplevert. In industriële processen wordt supersaturatie gebruikt bij gecontroleerde crystallisatie en ontzilting, waar het aanbod van kristallisatie-plaatsen en de temperatuurbeheer bepaalt wanneer en hoe snel kristallen vormen.