La solution de sucre super-saturée a mal tourné

Une recette intéressante ici fournit ceci comme une recette pour faire un cristal de sucre d'aspect géode. Le produit fini est vraiment superbe et est essentiellement le suivant:

• 3 tasses de sucre
• 1 tasse d'eau

• colorant alimentaire

  1. Chauffer l'eau et le sucre jusqu'à dissolution du sucre.
  2. Refroidissez légèrement.
  3. Verser dans un bol recouvert de papier d'aluminium.
  4. Couvrir avec des serviettes.
  5. Laisser pendant 48 heures.

Je finis toujours par ne pas cristalliser ou le tout devient complètement solide.

Y a-t-il une technique secrète qui me manque?

La création des bonbons Geode que vous avez dans le lien devrait être relativement simple, mais nécessite un peu de connaissance sur la formation des cristaux.

Tout d'abord, examinons ce qui ne va probablement pas en examinant vos deux résultats:

ou le tout devient complètement solide

Vous avez fait des bonbons en verre. Vous avez refroidi la solution si rapidement qu'aucun cristal n'a pu se former. La cristallisation prend du temps et une immobilité complète.

pas de cristallisation

Le manque de cristallisation signifie que soit vous n'aviez pas assez de sucre OU les cristaux n'avaient pas de surface sur laquelle croître.

Science nécessaire: un cristal qui se forme à partir d'une solution de sucre est un précipité qui tombe hors de la solution car il y a plus de soluté que de solution. Une solution super saturée est une solution où il y a plus de soluté que de solution aux températures nominales.

Nous sommes en mesure de "tricher" les proportions "normales" de solution / soluté en chauffant la solution, ce qui permet d'ajouter plus de soluté à la solution qu'il n'est normalement possible. Alors que la chaleur est éliminée de la solution (oui entropie!), Le soluté est "forcé" hors de la solution car il n'y a tout simplement plus de place. Lorsque cela se produit, il a besoin d'un endroit où aller.

Normalement, un précipité se solidifie et tombe au fond du bécher, du bol ou du récipient que vous utilisez.

Le sucre (comme un cristal) pourrait suivre cette voie et tomber au fond comme un enrobage ou des monticules de goo au fond. OU, s'il existe des structures sur lesquelles il peut s'accrocher, il peut commencer à former des cristaux.

Ce qui est intéressant avec les structures cristallines, c'est qu'elles se mettent en ordre moléculaire lorsqu'elles se heurtent à un autre cristal. C'est comme s'ils marchaient près des autres cristaux et disaient: "Woah! Joli réseau! Puis-je participer?" et ils se mettent simplement en place.

Le cristal le plus difficile à obtenir est donc le premier.

Il y a quelques choses que je ferais pour améliorer cette recette pour obtenir les résultats que vous recherchez.

1. Je créerais une solution de sucre en utilisant la masse et non le volume. 600g de saccharose pur (sucre de table normal) dans 235g d'eau serait le concentré minimum que j'utiliserais. Honnêtement, si je pouvais obtenir 1 200 g dans 235 g d'eau, je le ferais. Mais assurez-vous d'atteindre ce minimum.
2. Je chaufferais le récipient aussi haut que possible sans provoquer de malformation. Étant donné que la recette en question utilise du fondant (et l'autre, du chocolat), ce n'est probablement pas très faisable. En fait, le chocolat est tempéré à 105F, et la solution de sucre est bien plus chaude. Donc, nous avons un problème là-bas. Donc, je vous propose de tricher un peu en créant une couche de bonbon en verre sur le fond (vous êtes déjà bon à ça), ce qui fournira un niveau d'isolation plus élevé pour la formation du mélange au fond. Cela nous donne également l'occasion de donner aux cristaux quelque chose à accrocher afin de grandir ...
3. Vos cristaux ont besoin de quelque chose qu'ils peuvent utiliser pour commencercroissance. Le fondant est généralement assez lisse et ne donne pas vraiment une excellente surface pour les cristaux. Lorsque vous effectuez cette expérience en utilisant la méthode classique de "la chaîne suspendue dans un bocal", les morceaux de chaîne effilochés offrent une grande surface pour accrocher un cristal qui sort de la solution et démarrer la réaction en chaîne qui construit de gros cristaux. Cela fait un moment que je n'ai pas fait ça en cours de physique, mais je crois que l'entropie des molécules de sucre qui rebondissent les unes sur les autres est l'une des clés de la formation des cristaux. Il faut BEAUCOUP de temps pour former des cristaux, car nous devons essentiellement attendre que deux molécules rebondissent l'une sur l'autre exactement à l'angle droit pour adhérer à la structure du réseau. Lorsque vous n'avez pas encore de cristaux, nous devons en attendre un pour rester collé à une structure et fournir cette base en treillis. À mesure que votre taille de cristal augmente, la croissance des cristaux augmente parce que la probabilité qu'une molécule de sucre entre en collision avec l'un des membres du réseau préétabli a considérablement augmenté, donc cela se produit plus rapidement plus tard, mais lentement au début. Pour augmenter la surface de votre géode, vous devez marquer la couche de verre de bonbon au bas de votre coque de fondant pour créer des bosquets, des bosses ou des marques. Tout autre chose qu'une surface de fondant lisse ou une surface de verre de bonbon lisse sera bon. (Je me rends compte que nous courons le risque de simplement dissoudre cela dans la solution, c'est pourquoi vous avez besoin d'une solution vraiment super saturée. S'il n'y a pas de "place" pour que le sucre se dissolve dans la solution, il ne pourra pas dissoudre nos petites marques de récurage non plus).
4. REFROIDISSEZ-LE LENTEMENT. Ne le laissez pas refroidir à température ambiante, sous la brise ou sur le rebord de la fenêtre comme si c'était une tarte. Mettez-le dans une petite glacière afin que l'isolation de la glacière permette à la chaleur de s'échapper le plus lentement possible. Cela signifie également que vous devez le vérifier aussi rarement que possible. Un minimum de 5 heures. Vous pouvez également "fabriquer" une glacière en utilisant 4 bols en verre. 2 grandes et 2 petites. Mettez le petit bol # 1 sur au moins 2-3 serviettes en tissu. Mettez la géode au fond du petit bol # 1, couvrez avec un petit bol # 2 et fixez-les ensemble avec du ruban adhésif. Mettez cette "boule de bol" dans le fond du grand bol # 1, et couvrez avec un grand bol # 2, et (encore) fermez avec du ruban adhésif. Ces bols imbriqués fourniront un environnement isolé de même qualité, ce qui retardera le transfert de chaleur. La chaleur de la solution de sucre remplira la zone initiale dans les deux petits bols, qui va chauffer le verre. Cela contiendra de la vapeur d'eau (et probablement du sucre), qui est très efficace pour transférer la chaleur. Le verre, cependant, aspire au transfert de chaleur. L'air est encore pire. Ainsi, les deux petits bols chaufferont à partir de l'insertion initiale de la solution de sucre chaude et chaufferont cet environnement, mais une fois que cela atteindra un peu l'équillibrium, la chaleur ne continuera pas à se transférer vers le haut hors de la première "coquille" en verre dans l'air de la deuxième "coque" en verre avec une efficacité quelconque. Il devrait donc refroidir très lentement. La deuxième coque en verre est (finalement) refroidie par votre climatiseur. Donc, vous voudrez également couvrir cela avec une serviette pour éviter le refroidissement par convection. suce au transfert de chaleur. L'air est encore pire. Ainsi, les deux petits bols chaufferont à partir de l'insertion initiale de la solution de sucre chaude et chaufferont cet environnement, mais une fois que cela atteindra un peu l'équillibrium, la chaleur ne continuera pas à se transférer vers le haut hors de la première "coquille" en verre dans l'air de la deuxième "coque" en verre avec une efficacité quelconque. Il devrait donc refroidir très lentement. La deuxième coque en verre est (finalement) refroidie par votre climatiseur. Donc, vous voudrez également couvrir cela avec une serviette pour éviter le refroidissement par convection. suce au transfert de chaleur. L'air est encore pire. Ainsi, les deux petits bols chaufferont à partir de l'insertion initiale de la solution de sucre chaude et chaufferont cet environnement, mais une fois que cela atteindra un peu l'équillibrium, la chaleur ne continuera pas à se transférer vers le haut hors de la première "coquille" en verre dans l'air de la deuxième "coque" en verre avec une efficacité quelconque. Il devrait donc refroidir très lentement. La deuxième coque en verre est (finalement) refroidie par votre climatiseur. Donc, vous voudrez également couvrir cela avec une serviette pour éviter le refroidissement par convection.

L'avantage d'utiliser ces "coques" en verre serait que vous pouvez vérifier la formation des cristaux sans perturber l'environnement de température OU provoquer toute sorte de vibrations physiques qui retarderaient (ou détruiraient) la formation des cristaux.

PS. En outre, sur la base de son accent, je suppose que le cuisinier dans la vidéo est en Australie. Étant donné que la plupart des habitants de l'Australie vivent sur les côtes, elle cuisine probablement au niveau ou près du niveau de la mer, avec (probablement) des niveaux d'humidité plus élevés que les zones enclavées. Cela n'affecte probablement pas la quantité de sucre qu'elle peut saturer, mais SERA d'autres processus liés à l'eau et à l'humidité (il suffit de demander aux boulangers). Vous pouvez contrôler cela en utilisant un environnement isolé créé à partir de 4 bols (deux plus petits imbriqués dans deux plus grands).

Références pour plus d'informations:

• Rock Candy
• Fabrication de baguettes (American Chemical Society)
• Science des cristaux domestiques (Scientific American)