Häll sockerkristaller i vatten och rör om så löser sig sockret. Fortsätt hälla och röra, och vid en viss tidpunkt kommer inte mer att lösas upp och kristallerna faller till botten av glaset. Vid denna tidpunkt sägs lösningen vara mättad. Men håll ut – du kan få fler sockerkristaller att lösas upp genom att värma upp vattnet.
När du har nått mättnadspunkten, och mer socker löser sig, får du en övermättad lösning. Du kan göra detta med salt, socker, natriumacetatkristaller och allt annat som kommer att lösas upp i vatten. Faktum är att du inte ens behöver vatten för att skapa en övermättad lösning. Du kan göra det med alkohol, thinner eller något annat lösningsmedel. Det är dock enklast att göra det med vatten, eftersom vatten är det bästa lösningsmedlet i världen.
Vad är en mättad lösning?
Vatten är en av de mest intressanta och viktigaste kemiska föreningarna som finns. Varje vattenmolekyl består av två positivt laddade väteatomer och en negativt laddad syreatom. Väteatomerna ordnar sig på den mycket större syreatomen för att skapa en nettopolaritet från ena sidan av molekylen till den andra. På grund av detta bildar vattenmolekyler bindningar med varandra i en process som kallas vätebindning.
När du introducerar ett löst ämne, som socker eller salt, vattenmolekylerna attraheras till de lösta atomerna och molekylerna starkare än de attraheras till varandra. De omger de lösta molekylerna, och när de gör det sönderdelas det lösta ämnet gradvis. Dess ingående atomer och molekyler driver bort, var och en omgiven av vattenmolekyler, och det lösta ämnet löses upp. Men om du fortsätter att röra i mer löst ämne, får du så småningom slut på vattenmolekyler för att utföra detta arbete, och vid denna tidpunkt är lösningen mättad.
Hur man gör en övermättad lösning
Sättet att göra en övermättad lösning är att lägga till värme, men bara lite värme kommer inte att göra jobb. Du måste värma vattnet nära kokpunkten. När vattnet blir så varmt har vattenmolekylerna större frihet att röra sig och det finns mer utrymme för lösta molekyler mellan dem. Du kan fortsätta att röra i salt, socker eller något annat löst ämne, och det kommer att fortsätta att lösas upp, även om mättnadspunkten har nåtts. Ta bort värmen och låt lösningen gradvis svalna, och det lösta ämnet förblir löst, åtminstone en tid. Detta är i huvudsak den övermättade definitionen. En övermättad lösning är mycket instabil och konstiga saker kan hända.
Hot Ice, Rock Candy och Crystal Formation
Har du någonsin hört talas om het is? Den är framställd av en övermättad lösning av vatten och natriumacetatkristaller. När du introducerar en enda natriumacetatkristall i en sådan lösning är det som en trigger som initierar en plötslig reaktion där allt överskott av natriumacetat i lösning snabbt kristalliserar. Detta är en exoterm process som avger värme, så medan reaktionen producerar isliknande kristaller, producerar den också värme, därav namnet het is. För att se en dramatisk demonstration av kristallbildning, häll den övermättade lösningen långsamt på några olösta kristaller. Kristalliseringen sker så snabbt att ett kristalltorn bildas när du häller.
En liknande Processen uppstår när du värmer vatten till kokpunkten, rör i socker, låter lösningen svalna och suspenderar ett snöre i lösningen. Sockret smälter gradvis samman på snöret och bildar en stor kristall som du kan njuta av som godis. Ett ord till de kloka: Njut av stengodis med måtta och se till att borsta tänderna. Socker bidrar till bildandet av håligheter.
