Всыпьте кристаллы сахара в воду и перемешайте, сахар растворится. Продолжайте наливать и перемешивать, и в определенный момент все больше не будет растворяться, и кристаллы упадут на дно стакана. В этот момент говорят, что раствор насыщен. Но подождите - вы можете заставить раствориться больше кристаллов сахара, нагревая воду. Когда вы достигли точки насыщения и растворилось больше сахара, вы получите перенасыщенный раствор. Вы можете сделать это с солью, сахаром, кристаллами ацетата натрия и всем остальным, что растворяется в воде. Фактически, вам даже не нужна вода для создания перенасыщенного раствора. Вы можете сделать это спиртом, разбавителем для краски или любым другим растворителем. Однако проще всего это сделать с водой, потому что вода - лучший растворитель в мире.
Что такое насыщенный раствор?
Вода - одно из самых интересных и важных химических соединений. Каждая молекула воды состоит из двух положительно заряженных атомов водорода и отрицательно заряженного атома кислорода. Атомы водорода располагаются на гораздо большем атоме кислорода, чтобы создать чистую полярность от одной стороны молекулы к другой. Из-за этого молекулы воды образуют связи друг с другом в процессе, называемом водородными связями.
Когда вы вводите растворенное вещество, такое как сахар или соль, молекулы воды притягиваются к атомам и молекулам растворенного вещества сильнее, чем друг к другу. Они окружают молекулы растворенного вещества, и при этом растворенное вещество постепенно распадается. Его составляющие атомы и молекулы уносятся прочь, каждая из которых окружена молекулами воды, и растворенное вещество растворяется. Однако если вы продолжите перемешивать растворенное вещество, у вас в конечном итоге закончатся молекулы воды для выполнения этой работы, и в этот момент раствор станет насыщенным.
Как приготовить перенасыщенный раствор
Способ приготовления перенасыщенного раствора - это добавить тепла, но немного тепла не поможет. Вы должны нагреть воду до точки кипения. Когда вода становится такой горячей, молекулы воды получают больше свободы передвижения, и между ними остается больше места для молекул растворенного вещества. Вы можете продолжать помешивать соль, сахар или любое другое растворенное вещество, и оно будет продолжать растворяться, даже если будет достигнута точка насыщения. Уберите огонь и дайте раствору постепенно остыть, при этом растворенное вещество останется растворенным, по крайней мере, какое-то время. По сути, это перенасыщенное определение. Перенасыщенный раствор очень нестабилен, и могут происходить странные вещи.
Горячий лед, леденцы и кристаллы
Вы когда-нибудь слышали о горячем льду? Его получают из перенасыщенного раствора воды и кристаллов ацетата натрия. Когда вы вводите один кристалл ацетата натрия в такой раствор, это как спусковой механизм, запускающий внезапную реакцию, в результате которой весь избыток ацетата натрия в растворе быстро кристаллизуется. Это экзотермический процесс, при котором выделяется тепло, поэтому, хотя в результате реакции образуются кристаллы, похожие на лед, она также выделяет тепло, отсюда и название «горячий лед». Чтобы увидеть яркую демонстрацию образования кристаллов, медленно вылейте перенасыщенный раствор на несколько нерастворенных кристаллов. Кристаллизация происходит так быстро, что при заливке образуется кристаллическая башня.
Аналогичный процесс происходит, когда вы нагреваете воду до точки кипения, добавляете сахар, даете раствору остыть и подвешиваете в растворе нитку. Сахар постепенно сливается на нитке и образует большой кристалл, которым можно наслаждаться как леденец. Слово мудрым: наслаждайтесь леденцами в умеренных количествах и обязательно чистите зубы. Сахар способствует образованию полостей.
