Indhold
- Hvad er en mættet løsning?
- Sådan fremstilles en overmættet løsning
- Hot Ice, Rock Candy og Crystal Formation
Hell sukkerkrystaller i vand og omrør, og sukkeret opløses. Bliv ved med at hælde og omrøre, og på et bestemt tidspunkt opløses ikke mere, og krystallerne falder til bunden af glasset. På dette tidspunkt siges opløsningen at være mættet. Men hold fast - du kan få flere sukkerkrystaller til at opløses ved at opvarme vandet. Når du har nået mætningspunktet, og mere sukker opløses, får du en overmættet opløsning. Du kan gøre dette med salt, sukker, natriumacetatkrystaller og alt andet, der vil opløses i vand. Faktisk behøver du ikke engang vand for at skabe en overmættet opløsning. Du kan gøre det med alkohol, fortyndere eller ethvert andet opløsningsmiddel. Det er dog nemmest at gøre det med vand, fordi vand er det bedste opløsningsmiddel i verden.
Hvad er en mættet løsning?
Vand er en af de mest interessante og vigtige kemiske forbindelser der er. Hvert vandmolekyle er sammensat af to positivt ladede hydrogenatomer og et negativt ladet iltatom. Hydrogenatomerne arrangerer sig på det meget større iltatom for at skabe en netto polaritet fra den ene side af molekylet til den anden. På grund af dette danner vandmolekyler bindinger med hinanden i en proces kaldet brintbinding.
Når du introducerer et opløst stof, såsom sukker eller salt, tiltrækkes vandmolekylerne stærkere til de opløste atomer og molekyler, end de tiltrækkes af hinanden. De omgiver de opløste molekyler, og som de gør, opløses opløsningen gradvist. Dens komponentatomer og molekyler driver væk, hver enkelt er omgivet af vandmolekyler, og opløsningen opløses. Hvis du fortsat omrører mere opløst stof, er du til sidst tør for vandmolekyler for at udføre dette arbejde, og på dette tidspunkt er opløsningen mættet.
Sådan fremstilles en overmættet løsning
Måden at fremstille en overmættet løsning er at tilføje varme, men bare en smule varme gør det ikke. Du skal opvarme vandet tæt på kogepunktet. Når vandet bliver varmt, har vandmolekylerne større frihed til at bevæge sig rundt, og der er mere plads til opløste molekyler imellem. Du kan fortsætte med at omrøre salt, sukker eller andet opløst stof, og det vil fortsætte med at opløse, selvom mætningspunktet er nået. Fjern varmen, og lad opløsningen gradvis afkøle, og opløsningen forbliver opløst i det mindste i et stykke tid. Dette er i det væsentlige den overmættede definition. En overmættet løsning er meget ustabil, og underlige ting kan ske.
Hot Ice, Rock Candy og Crystal Formation
Har du nogensinde hørt om varm is? Dens fremstillet af en overmættet opløsning af vand og natriumacetatkrystaller. Når du indfører en enkelt natriumacetatkrystall i en sådan opløsning, er det som en trigger, der indleder en pludselig reaktion, hvorved alt overskydende natriumacetat i opløsning hurtigt krystalliserer. Dette er en eksoterm proces, der afgiver varme, så mens reaktionen producerer islignende krystaller, producerer den også varme, deraf navnet varm is. For at se en dramatisk demonstration af krystaldannelse, hæld den overmættede opløsning langsomt på et par uopløste krystaller. Krystalliseringen sker så hurtigt, at der dannes et krystaltårn, når du hælder.
En lignende proces opstår, når du opvarmer vand til kogepunktet, omrører sukker, lader opløsningen afkøle og suspenderer en streng i opløsningen. Sukkeret samles gradvist på strengen og danner en stor krystal, som du kan nyde som slik. Et ord til de kloge: Nyd rock candy i moderation, og sørg for at børste dine tænder. Sukker bidrager til dannelsen af hulrum.