supersaturaties

Supersaturatie is een toestand waarin een stof aanwezig is in een fase waarin de concentratie, druk of temperatuur hoger ligt dan het evenwichtstoestand bij die omstandigheden. In oplossingen betekent supersaturatie dat de hoeveelheid opgeloste stof groter is dan de oplosbaarheidslimiet bij de huidige temperatuur en druk. De oplossing verkeert dan in een metastabiele toestand: doorgaans kan een kleine verstoring, of de aanwezigheid van een kiem, leiden tot snelle kristallisatie of neerslag.

Supersaturatie ontstaat door veranderingen die de oplosbaarheid tijdelijk verminderen of de verdamping van het oplosmiddel verhogen. Voorbeelden zijn afkoelen van een hete oplossing, verdamping waardoor de stof concentratieverhoogt, of chemische verandering die de oplosbaarheid verlaagt. In gasvormige systemen kan supersaturatie ontstaan door drukken of temperatuurveranderingen. De mate van supersaturatie wordt vaak uitgedrukt als verhouding tussen de huidige concentratie en de oplosbaarheidslimiet.

Kinetiek speelt een belangrijke rol: een supersaturatie kan bestaan zolang er geen nucleatie-centrum is. Nucleatie kan homogeen plaatsvinden (zonder oppervlak) of heterogeen (aan een oppervlak of zaadkristal). Na nucleatie groeit het kristal of de vloeistofneerslag, waardoor het systeem terugkeert naar verzadigde of onder-saturatie toestand.

Toepassingen en implicaties van supersaturatie zijn onder meer het beheer van kristallisatie in de chemie en farmacie, waarbij men oplosbaarheid en kristalgroei stuurt, en in de meteorologie en geologie, waar condensatie en neerslagpatronen worden beïnvloed door supersaturatie. Het fenomeen is alledaags in zowel industriële processen als natuurlijke omgevingen.