Gießen Sie Zuckerkristalle in Wasser und rühren Sie um, und der Zucker wird sich auflösen. Gießen und rühren Sie weiter, und an einem bestimmten Punkt löst sich nichts mehr auf und die Kristalle fallen auf den Boden des Glases. An diesem Punkt wird die Lösung als gesättigt bezeichnet. Aber warten Sie – Sie können mehr Zuckerkristalle zum Auflösen bringen, indem Sie das Wasser erhitzen. Wenn Sie den Sättigungspunkt erreicht haben und sich mehr Zucker auflöst, erhalten Sie eine übersättigte Lösung. Sie können dies mit Salz, Zucker, Natriumacetatkristallen und allem anderen tun, was sich in Wasser auflöst. Tatsächlich brauchen Sie nicht einmal Wasser, um eine übersättigte Lösung herzustellen. Sie können dies mit Alkohol, Farbverdünner oder einem anderen Lösungsmittel tun. Am einfachsten geht es jedoch mit Wasser, denn Wasser ist das beste Lösungsmittel der Welt.
Was ist eine gesättigte Lösung?
Wasser ist eine der interessantesten und wichtigsten chemischen Verbindungen überhaupt. Jedes Wassermolekül besteht aus zwei positiv geladenen Wasserstoffatomen und einem negativ geladenen Sauerstoffatom. Die Wasserstoffatome ordnen sich auf dem viel größeren Sauerstoffatom an, um eine Nettopolarität von einer Seite des Moleküls zur anderen zu erzeugen. Aus diesem Grund gehen Wassermoleküle in einem Prozess, der Wasserstoffbrückenbindung genannt wird, Bindungen ein.
Wenn Sie einen gelösten Stoff wie Zucker oder Salz einführen, werden die Wassermoleküle von den gelösten Atomen und Molekülen stärker angezogen als voneinander. Sie umgeben die Moleküle des gelösten Stoffes, und dabei zerfällt der gelöste Stoff allmählich. Seine Bestandteile Atome und Moleküle driften weg, wobei jedes einzelne von Wassermolekülen umgeben ist, und der gelöste Stoff löst sich auf. Wenn Sie jedoch weiterhin mehr gelösten Stoff einrühren, gehen Ihnen schließlich die Wassermoleküle aus, um diese Arbeit zu erledigen, und an diesem Punkt ist die Lösung gesättigt.
Wie man eine übersättigte Lösung herstellt
Eine übersättigte Lösung kann man herstellen, indem man Wärme hinzufügt, aber nur ein wenig Wärme reicht nicht aus. Sie müssen das Wasser bis zum Siedepunkt erhitzen. Wenn das Wasser so heiß wird, haben die Wassermoleküle mehr Bewegungsfreiheit und es gibt mehr Platz für gelöste Moleküle zwischen ihnen. Sie können weiter Salz, Zucker oder einen anderen gelösten Stoff einrühren und er löst sich weiter auf, auch wenn der Sättigungspunkt erreicht ist. Nehmen Sie die Hitze weg und lassen Sie die Lösung allmählich abkühlen, und der gelöste Stoff bleibt zumindest eine Zeit lang gelöst. Dies ist im Wesentlichen die übersättigte Definition. Eine übersättigte Lösung ist sehr instabil, und es können seltsame Dinge passieren.
Heißes Eis, Kandiszucker und Kristallbildung
Schon mal was von heißem Eis gehört? Es wird aus einer übersättigten Lösung von Wasser und Natriumacetatkristallen hergestellt. Wenn Sie einen einzelnen Natriumacetat-Kristall in eine solche Lösung einführen, ist dies wie ein Auslöser, der eine plötzliche Reaktion auslöst, bei der das gesamte überschüssige Natriumacetat in Lösung schnell kristallisiert. Dies ist ein exothermer Prozess, der Wärme abgibt. Während die Reaktion also eisähnliche Kristalle erzeugt, entsteht auch Wärme, daher der Name heißes Eis. Um eine dramatische Demonstration der Kristallbildung zu sehen, gieße die übersättigte Lösung langsam auf einige ungelöste Kristalle. Die Kristallisation erfolgt so schnell, dass sich beim Gießen ein Kristallturm bildet.
Ein ähnlicher Vorgang tritt auf, wenn Sie Wasser bis zum Siedepunkt erhitzen, Zucker einrühren, die Lösung abkühlen lassen und eine Schnur in die Lösung einhängen. Der Zucker verschmilzt nach und nach an der Schnur und bildet einen großen Kristall, den Sie als Bonbon genießen können. Ein Wort an die Weisen: Genießen Sie Kandiszucker in Maßen und putzen Sie sich unbedingt die Zähne. Zucker trägt zur Bildung von Hohlräumen bei.