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过饱和现象

王朝百科·作者佚名  2012-05-19
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过饱和溶液一定温度、压力下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度,而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象,此时的溶液称为过饱和溶液。

过饱和溶液的性质不稳定,当在此溶液中加入一块小的溶质晶体作为“晶种”,即能引起过饱和溶液中溶质的结晶。

把高温饱和溶液急速冷却,就有机会形成过饱和溶液。常见的过饱和溶液有碳酸水。

过饱和溶液能存在的原因,是由于溶质不容易在溶液中形成结晶中心即晶核。因为每一晶体都有一定的排列规则,要有结晶中心,才能使原来作无秩序运动着的溶质质点集合起来,并且按照这种晶体所特有的次序排列起来。不同的物质,实现这种规则排列的难易程度不同,有些晶体要经过相当长的时间才能自行产生结晶中心,因此,有些物质的过饱和溶液看起来还是比较稳定的。但从总体上来说,过饱和溶液是处于不平衡的状态,是不稳定的,若受到振动或者加入溶质的晶体,则溶液里过量的溶质就会析出而成为饱和溶液,即转化为稳定状态,这说明过饱和溶液没有饱和溶液稳定,但还有一定的稳定性。因此,这种状态又叫介稳状态。

过饱和蒸汽在一定温度下,超过饱和蒸气应有的密度而仍不液化或凝华的蒸气。即在蒸气凝结的初期,由于形成的液滴很小,相应的饱和蒸气压就很大。因此,有时蒸气压超过平面上饱和蒸气压几倍以上也不凝结,这种现象叫做过饱和,这种蒸气叫“过饱和蒸气”。处于过饱和状态的蒸气,极不稳定,一旦出现凝结核,部分蒸气就会凝结成液体,其余蒸气就回到了饱和蒸气的状态。由于蒸气中充满了尘埃和杂质等小微粒,它们起着凝结核的作用。当这些微粒表面凝上一层液体后,便形成半径相当大的液滴,凝结就容易发生。在有凝结核时,蒸气压只要超过饱和蒸气压1%,即可形成液滴。带电的粒子和离子都是很好的凝结核,静电吸引力使蒸气分子聚集在它的周围而形成液滴。高能量带电基本粒子在其运动过程中会形成离子,这些离子就成为凝结核,云室中的过饱和水蒸气凝结在它上面,而形成雾状踪迹,由此可观察粒子的轨迹,因而过饱和蒸气在高能物理的研究方面有重要的作用。

 
 
 
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