Versez les cristaux de sucre dans l'eau et remuez, et le sucre se dissoudra. Continuez à verser et à remuer, et à un certain point, plus rien ne se dissoudra et les cristaux tomberont au fond du verre. A ce stade, la solution est dite saturée. Mais attendez, vous pouvez dissoudre plus de cristaux de sucre en chauffant l'eau. Lorsque vous avez atteint le point de saturation et que plus de sucre se dissout, vous obtenez une solution sursaturée. Vous pouvez le faire avec du sel, du sucre, des cristaux d'acétate de sodium et tout ce qui se dissoudra dans l'eau. En fait, vous n'avez même pas besoin d'eau pour créer une solution sursaturée. Vous pouvez le faire avec de l'alcool, du diluant à peinture ou tout autre solvant. Il est cependant plus facile de le faire avec de l'eau, car l'eau est le meilleur solvant au monde.
Qu'est-ce qu'une solution saturée ?
L'eau est l'un des composés chimiques les plus intéressants et les plus importants qui soient. Chaque molécule d'eau est composée de deux atomes d'hydrogène chargés positivement et d'un atome d'oxygène chargé négativement. Les atomes d'hydrogène s'arrangent sur l'atome d'oxygène beaucoup plus gros pour créer une polarité nette d'un côté de la molécule à l'autre. Pour cette raison, les molécules d'eau forment des liaisons les unes avec les autres dans un processus appelé liaison hydrogène.
Lorsque vous introduisez un soluté, comme du sucre ou du sel, les molécules d'eau sont attirées par les atomes et les molécules du soluté plus fortement qu'elles ne sont attirées les unes vers les autres. Ils entourent les molécules de soluté et, ce faisant, le soluté se désintègre progressivement. Ses atomes et molécules composants s'éloignent, chacun entouré de molécules d'eau, et le soluté se dissout. Si vous continuez à incorporer plus de soluté, cependant, vous finirez par manquer de molécules d'eau pour faire ce travail, et à ce stade, la solution est saturée.
Comment faire une solution sursaturée
La façon de faire une solution sursaturée est d'ajouter de la chaleur, mais juste un peu de chaleur ne fera pas le travail. Vous devez chauffer l'eau près du point d'ébullition. Lorsque l'eau devient aussi chaude, les molécules d'eau ont plus de liberté pour se déplacer et il y a plus d'espace pour les molécules de soluté entre elles. Vous pouvez continuer à incorporer du sel, du sucre ou tout autre soluté, et il continuera à se dissoudre, même si le point de saturation a été atteint. Enlevez la chaleur et laissez la solution refroidir progressivement, et le soluté restera dissous, au moins pendant un certain temps. C'est, en substance, la définition sursaturée. Une solution sursaturée est très instable et des choses étranges peuvent se produire.
Glace chaude, bonbon de roche et formation de cristal
Avez-vous déjà entendu parler de la glace chaude? Il est produit à partir d'une solution sursaturée d'eau et de cristaux d'acétate de sodium. Lorsque vous introduisez un seul cristal d'acétate de sodium dans une telle solution, c'est comme un déclencheur qui déclenche une réaction soudaine au cours de laquelle tout l'excès d'acétate de sodium en solution se cristallise rapidement. Il s'agit d'un processus exothermique qui dégage de la chaleur. Ainsi, bien que la réaction produise des cristaux ressemblant à de la glace, elle produit également de la chaleur, d'où le nom de glace chaude. Pour voir une démonstration spectaculaire de la formation de cristaux, versez lentement la solution sursaturée sur quelques cristaux non dissous. La cristallisation se produit si rapidement qu'une tour de cristal se forme au fur et à mesure que vous versez.
Un processus similaire se produit lorsque vous chauffez de l'eau jusqu'au point d'ébullition, ajoutez du sucre, laissez la solution refroidir et suspendez une ficelle dans la solution. Le sucre se fond progressivement sur la ficelle et forme un gros cristal que vous pourrez déguster comme un bonbon. Un mot de bon sens: dégustez des bonbons rock avec modération et assurez-vous de vous brosser les dents. Le sucre contribue à la formation de caries.