Ielejiet cukura kristālus ūdenī un samaisiet, un cukurs izšķīdīs. Turpiniet liet un maisīt, un noteiktā brīdī vairs nešķīst, un kristāli nokritīs līdz stikla apakšai. Šajā brīdī tiek teikts, ka risinājums ir piesātināts. Bet turieties - sildot ūdeni, jūs varat iegūt vairāk cukura kristālu, kas izšķīst. Kad esat sasniedzis piesātinājuma punktu un izšķīdis vairāk cukura, iegūstat pārsātinātu šķīdumu. To var izdarīt ar sāls, cukura, nātrija acetāta kristāliem un jebko citu, kas izšķīst ūdenī. Patiesībā, lai izveidotu pārsātinātu šķīdumu, jums pat nav nepieciešams ūdens. To var izdarīt ar spirtu, krāsas atšķaidītāju vai jebkuru citu šķīdinātāju. Visvieglāk to tomēr izdarīt ar ūdeni, jo ūdens ir labākais šķīdinātājs pasaulē.
Kas ir piesātināts risinājums?
Ūdens ir viens no interesantākajiem un svarīgākajiem ķīmiskajiem savienojumiem. Katra ūdens molekula sastāv no diviem pozitīvi lādētiem ūdeņraža atomiem un negatīvi lādēta skābekļa atoma. Ūdeņraža atomi izkārtojas uz daudz lielāka skābekļa atoma, lai izveidotu neto polaritāti no vienas molekulas puses uz otru. Tāpēc ūdens molekulas veido saites viena ar otru procesā, ko sauc par ūdeņraža saiti.
Ieviešot izšķīdušo vielu, piemēram, cukuru vai sāli, ūdens molekulas vairāk piesaista izšķīdušās vielas atomus un molekulas, nekā tās piesaista viena otrai. Viņi ieskauj izšķīdušās molekulas, un, kā tas notiek, izšķīdušā viela pakāpeniski sadalās. Tās komponentu atomi un molekulas attālinās, katru no tiem ieskauj ūdens molekulas, un izšķīdis izšķīst. Tomēr, ja jūs turpina maisīt vairāk izšķīdušās vielas, galu galā jums pietrūkst ūdens molekulu, lai veiktu šo darbu, un šajā brīdī šķīdums ir piesātināts.
Kā izveidot pārsātinātu risinājumu
Pārsātināta šķīduma pagatavošanas veids ir pievienot siltumu, bet tikai nedaudz siltuma nedarbosies. Jums jāuzsilda ūdens tuvu viršanas temperatūrai. Kad ūdens kļūst tik karsts, ūdens molekulām ir lielāka brīvība pārvietoties, un starp tām ir vairāk vietas izšķīdušām molekulām. Jūs varat turpināt maisīt sāli, cukuru vai jebkuru citu izšķīdušo vielu, un tas turpinās šķīst, kaut arī piesātinājuma punkts ir sasniegts. Noņemiet siltumu un ļaujiet šķīdumam pakāpeniski atdzist, un izšķīdušā viela vismaz kādu laiku paliks izšķīdusi. Būtībā tā ir pārsātināta definīcija. Pārsātināts risinājums ir ļoti nestabils, un var notikt dīvainas lietas.
Karsts ledus, klinšu konfektes un kristālu veidošanās
Vai esat kādreiz dzirdējuši par karstu ledu? To ražo no pārsātināta ūdens un nātrija acetāta kristālu šķīduma. Ieviešot šādā šķīdumā vienu nātrija acetāta kristālu, tas ir kā sprūda, kas izraisa pēkšņu reakciju, kurā viss nātrija acetāta pārpalikums šķīdumā ātri kristalizējas. Tas ir eksotermisks process, kas izdala siltumu, tāpēc, kamēr reakcija rada ledus veida kristālus, tā rada arī siltumu, tāpēc tiek nosaukts karstais ledus. Lai redzētu dramatisku kristālu veidošanās demonstrējumu, lēnām pārlejiet pārsātināto šķīdumu uz dažiem neizšķīdušiem kristāliem. Kristalizācija notiek tik ātri, ka, ielejot, izveidosies kristāla tornis.
Līdzīgs process notiek, kad ūdeni uzkarsē līdz vārīšanās temperatūrai, iemaisa cukuru, ļauj šķīdumam atdzist un suspendē virkni šķīdumā. Cukurs pamazām saplūst ar auklu un veido lielu kristālu, kuru jūs varat izbaudīt kā konfektes. Vārds gudrajam: Izbaudiet akmens saldumus mērenībā un noteikti notīriet zobus. Cukurs veicina dobumu veidošanos.