
n. 過度飽和
Condensation occurs when the supersaturation is positive.
當過飽和是正值時,則出現凝結。
Amount crystal growth is main reason to removing supersaturation.
大量晶核的生成是過飽和消除的主要因素。
A drop zero radius would require an infinite supersaturation to maintain it.
要使一個半徑為零的液滴保持下去将需要無限大的過飽和度。
Its solubility and supersaturation were determined under various conditions.
測定其在各種不同條件下的溶解度和過飽和度。
The supersaturation used is too low to produce an appreciable rate of nucleation.
所用的過飽和度太低,不能産生一個值得重視的成核率。
過飽和(supersaturation)是物理化學中的核心概念,指溶液、蒸氣或其他體系中溶質濃度超過其平衡溶解度的非穩态現象。這種現象的形成通常需要特定條件,例如溶液被快速冷卻或溶劑急速蒸發,導緻溶質分子未能及時形成晶體,從而維持高于平衡狀态的濃度。
在工業結晶領域,過飽和是晶體生長的驅動力。當溶液濃度超過溶解度曲線時,體系進入亞穩态區域,此時微小晶核開始形成并逐漸生長為宏觀晶體(來源:國際結晶學會技術手冊)。氣象學中,過飽和水蒸氣是雲層形成的基礎條件,當空氣中水汽壓超過飽和蒸氣壓時,若無足夠凝結核,水蒸氣将維持過飽和狀态(來源:美國國家大氣研究中心氣象學基礎)。
制藥行業利用過飽和藥物溶液提升難溶性藥物的生物利用度。通過抑制藥物分子重新結晶,過飽和溶液能延長高濃度藥物在體内的釋放時間(來源:《藥物遞送系統》期刊2023年研究綜述)。熱力學上,過飽和狀态可用公式表達為:
$$
mu{text{solution}} > mu{text{crystal}}
$$
其中μ表示化學勢,該不等式描述了體系趨向結晶的熱力學必然性。
Supersaturation(過飽和)指溶液、氣體或固溶體中溶質濃度超過正常飽和狀态的特殊現象。這種狀态在熱力學上屬于亞穩态,需要特定條件維持。
核心科學原理
當溶液達到飽和後,若繼續增加溶質或改變溫度壓力等條件,系統會進入過飽和狀态。根據熱力學公式,過飽和度(S)可表示為:
$$
S = frac{C}{C_{eq}}
$$
其中C為實際濃度,Cₑq為平衡濃度。當S>1時即為過飽和狀态。
典型應用領域
維持條件與穩定性
• 需避免外界擾動(如震動)
• 通常依賴無晶核存在的純淨環境
• 溫度驟變容易打破平衡,例如提到的零半徑液滴需無限過飽和度才能穩定存在,這在實際中不可能實現。
該現象在自然界和工業中普遍存在,但需嚴格控制實驗條件才能保持其亞穩态特性。
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