Jabarkan Persiapan dari Supersaturasi

Kondisi khusus perlu dipenuhi untuk menghasilkan larutan super jenuh. Salah satu cara termudah untuk melakukan ini bergantung pada kelarutan sebagai fungsi suhu. Sebagai aturan umum, semakin banyak panas ditambahkan ke suatu sistem, zat semakin mudah larut. (Ada pengecualian di mana terjadi hal sebaliknya). Oleh karena itu, pada suhu tinggi, lebih banyak zat terlarut yang dapat larut daripada suhu yang lebih rendah. Jika larutan ini tiba-tiba didinginkan dengan laju yang lebih cepat daripada laju presipitasi, larutan akan menjadi super jenuh jenuh sampai zat terlarut mengendap ke titik jenuh yang ditentukan suhu. Pengendapan atau kristalisasi zat terlarut membutuhkan waktu lebih lama daripada waktu pendinginan yang sebenarnya karena molekul-molekul harus bertemu dan membentuk endapan tanpa terbentur oleh pelarut. Dengan demikian, semakin besar molekulnya, semakin lama zat terlarut akan mengkristal karena prinsip-prinsip gerak Brown.

Kondisi super jenuh tidak harus dicapai melalui manipulasi panas. Hukum gas ideal:

menunjukkan bahwa tekanan dan volume juga dapat diubah untuk memaksa sistem menjadi kondisi super jenuh. Jika volume pelarut berkurang, konsentrasi zat terlarut dapat di atas titik jenuh dan dengan demikian membuat larutan super jenuh. Penurunan volume paling umum dihasilkan melalui penguapan. Demikian pula, peningkatan tekanan dapat mendorong larutan ke kondisi super jenuh. Ketiga mekanisme ini berlandaskan pada fakta bahwa kondisi larutan dapat diubah lebih cepat daripada pengendapan atau kristalisasi zat terlarut.

Perubahan fase (kristalisasi dan kondensasi)

Larutan super jenuh juga akan mengalami kristalisasi dalam kondisi tertentu. Dalam larutan normal, sekali jumlah maksimum zat terlarut tercapai, menambahkan lebih banyak zat terlarut akan menyebabkan zat terlarut mengendap dan/atau tidak larut sama sekali. Demikian pula, ada kasus-kasus di mana kelarutan larutan jenuh berkurang dengan memanipulasi suhu, tekanan, atau volume tetapi keadaan super jenuh tidak terjadi. Dalam kasus ini, zat terlarut hanya akan mengendap. Ini karena larutan super jenuh berada dalam keadaan energi yang lebih tinggi daripada larutan jenuh.

Suatu larutan gas yang super jenuh dalam suatu cairan dapat membentuk gelembung jika ada tempat nukleasi yang sesuai. Supersaturasi dapat didefinisikan sebagai jumlah dari semua tekanan parsial gas dalam cairan yang melebihi tekanan sekitar dalam cairan.

Kristalisasi akan terjadi untuk memungkinkan larutan mencapai tingkat energi yang lebih rendah. (Perlu diingat bahwa proses ini dapat bersifat eksoterm atau endoterm). Energi aktivasi datang dalam bentuk kristal inti yang ditambahkan ke larutan cair (atau nukleus kondensasi saat larutan berbentuk gas). Nukleus ini dapat ditambahkan dari sumber lain, yang dikenal sebagai pembenihan, atau dapat secara spontan terbentuk dalam larutan sebagian karena interaksi ion dan molekul. Proses ini dikenal sebagai nukleasi primer. Nuklei harus identik dengan zat terlarut yang mengkristal. Ini akan memungkinkan ion terlarut untuk terbentuk di atas nuklei dan kemudian satu sama lain mengalami proses pertumbuhan kristal atau nukleasi sekunder. Ada banyak faktor yang akan mempengaruhi laju dan urutan besarnya kristalisasi yang dihasilkan serta perbedaan dalam pembentukan kristalit dan kristal tunggal.

Diagram fase kristalisasi menunjukkan kejadian kurang jenuh, jenuh, dan super jenuh pada konsentrasi tertentu. Konsentrasi di bawah kurva kelarutan menghasilkan larutan kurang jenuh. Kejenuhan terjadi ketika konsentrasi berada pada kurva kelarutan. Jika konsentrasinya di atas kurva kelarutan, solusinya dianggap super jenuh. Ada tiga mekanisme penjenuhan yang terjadi: presipitasi, nukleasi, dan metastabil. Di zona presipitasi, molekul dalam larutan berada dalam keadaan berlebih dan akan terpisah dari larutannya untuk membentuk agregat amorf. Kelebihan molekul beragregasi untuk membentuk struktur kristal ketika berada di zona nukleasi. Pada zona metastabil, larutan membutuhkan waktu untuk bernukleasi. Untuk menumbuhkan kristal saat berada di zona metastabil, kondisinya akan membutuhkan pembentukan satu nukleus saat berada di zona nukleasi, melewati wilayah metastabil. Larutan super jenuh kemudian dapat kembali ke wilayah metastabil.