
n. 过度饱和
Condensation occurs when the supersaturation is positive.
当过饱和是正值时,则出现凝结。
Amount crystal growth is main reason to removing supersaturation.
大量晶核的生成是过饱和消除的主要因素。
A drop zero radius would require an infinite supersaturation to maintain it.
要使一个半径为零的液滴保持下去将需要无限大的过饱和度。
Its solubility and supersaturation were determined under various conditions.
测定其在各种不同条件下的溶解度和过饱和度。
The supersaturation used is too low to produce an appreciable rate of nucleation.
所用的过饱和度太低,不能产生一个值得重视的成核率。
过饱和(supersaturation)是物理化学中的核心概念,指溶液、蒸气或其他体系中溶质浓度超过其平衡溶解度的非稳态现象。这种现象的形成通常需要特定条件,例如溶液被快速冷却或溶剂急速蒸发,导致溶质分子未能及时形成晶体,从而维持高于平衡状态的浓度。
在工业结晶领域,过饱和是晶体生长的驱动力。当溶液浓度超过溶解度曲线时,体系进入亚稳态区域,此时微小晶核开始形成并逐渐生长为宏观晶体(来源:国际结晶学会技术手册)。气象学中,过饱和水蒸气是云层形成的基础条件,当空气中水汽压超过饱和蒸气压时,若无足够凝结核,水蒸气将维持过饱和状态(来源:美国国家大气研究中心气象学基础)。
制药行业利用过饱和药物溶液提升难溶性药物的生物利用度。通过抑制药物分子重新结晶,过饱和溶液能延长高浓度药物在体内的释放时间(来源:《药物递送系统》期刊2023年研究综述)。热力学上,过饱和状态可用公式表达为:
$$
mu{text{solution}} > mu{text{crystal}}
$$
其中μ表示化学势,该不等式描述了体系趋向结晶的热力学必然性。
Supersaturation(过饱和)指溶液、气体或固溶体中溶质浓度超过正常饱和状态的特殊现象。这种状态在热力学上属于亚稳态,需要特定条件维持。
核心科学原理
当溶液达到饱和后,若继续增加溶质或改变温度压力等条件,系统会进入过饱和状态。根据热力学公式,过饱和度(S)可表示为:
$$
S = frac{C}{C_{eq}}
$$
其中C为实际浓度,Cₑq为平衡浓度。当S>1时即为过饱和状态。
典型应用领域
维持条件与稳定性
• 需避免外界扰动(如震动)
• 通常依赖无晶核存在的纯净环境
• 温度骤变容易打破平衡,例如提到的零半径液滴需无限过饱和度才能稳定存在,这在实际中不可能实现。
该现象在自然界和工业中普遍存在,但需严格控制实验条件才能保持其亚稳态特性。
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