超饱和糖溶液出了问题

这里提供了一个有趣的食谱，作为制作具有大地晶体外观的糖晶体的食谱。成品看起来真的很棒，基本上是这样的：

• 3杯糖
• 1杯水

• 食用色素

  1. 加热水和糖，直到糖溶解。
  2. 稍凉。
  3. 倒入锡纸盖的碗中。
  4. 用毛巾盖住。
  5. 离开48小时。

我总是最后没有结晶或者整个事情变得完全牢固。

我缺少一种秘密技术吗？

创建链接中的Geode糖果应该相对简单一些，但确实需要一些有关晶体形成方式的知识。

首先，通过检查您的两个结果来看看可能出了什么问题：

或整个事情变得完全牢固

你做了玻璃糖。您将溶液冷却得如此之快，以至于没有晶体形成。结晶需要时间和完全静止。

无结晶

缺乏结晶意味着您没有足够的糖或者晶体没有可以生长的表面。

必要的科学： 由糖溶液形成的晶体是沉淀，由于溶质比溶液多，因此从溶液中掉出来。过饱和溶液是指在标称温度下溶质比溶液多的溶液。

我们能够通过加热溶液来“加热”“正常”溶液/溶质比例，从而比正常情况下可以向溶液中添加更多的溶质。随着热量从溶液中被带走（是熵！），溶质从溶液中被“驱除”，因为没有更多空间了。发生这种情况时，需要一个地方。

通常，沉淀物会凝固并掉到烧杯，碗或您正在使用的任何容器的底部。

糖（作为晶体）可以走这条路线，只是在底部粘上一层或一层粘糊糊而掉到底部。或者，如果存在要闩锁的结构，则可以开始形成晶体。

关于晶体结构的有趣之处在于，当它们遇到另一个晶体时，它们会自动以分子顺序鞭打。就像他们在走过其他水晶一样，说道：“哇！好格子！我可以加入吗？” 然后它们就位。

因此，最难获得的晶体是第一个晶体。

我会做一些事情来改进此食谱，以获取您想要的结果。

1. 我将使用质量而不是体积创建糖溶液。我将使用的最低浓缩物是在235克水中600克纯蔗糖（普通食糖）。老实说，如果我能在235克水中得到1,200克，我会做到的。但是，请确保达到最低要求。
2. 我会尽可能高地加热容器，而不会引起变形。由于有问题的食谱使用的是软糖（另一种是巧克力），所以这可能不太可行。实际上，巧克力在105°F回火，而糖溶液则更热。因此，我们在那里遇到了一个问题。因此，我建议通过在底部创建一层玻璃糖（您已经很擅长）来作一些欺骗，这将为底部的混合物的形成提供更高的绝缘性。这也使我们有机会为晶体添加一些东西以使其生长...
3. 您的晶体需要一些可以用来 启动的生长。方旦糖通常非常光滑，并且不能为晶体提供很好的表面。当您使用经典的“挂在广口瓶中的细绳”方法进行实验时，细碎的细绳可提供足够的表面积，以捕获从溶液中析出的晶体，并开始形成大晶体的链反应。自从我在物理课上做这件事以来已经有一段时间了，但是我相信糖分子相互之间的反弹是形成晶体的关键之一。形成晶体需要花费大量时间，因为我们必须等到两个分子以正好正确的角度相互反弹才能粘附在晶格结构上。当您还没有晶体时，我们必须等待一个晶体粘在结构上并提供晶格基础。随着晶体尺寸的增加，晶体的生长增加是因为糖分子与预先建立的晶格成员之一碰撞的可能性大大增加，因此它发生得较晚，但开始时却很慢。要增加大地测量仪器的表面积，您需要在翻糖壳底部的糖果玻璃层上刻痕，以形成凹槽，凸起或痕迹。除了光滑的软糖表面或光滑的糖果玻璃表面以外的任何东西都是好的。（我意识到我们有将其溶解到溶液中的风险，这就是为什么您需要真正的超饱和溶液。如果没有“空间”使糖溶解到溶液中，它将无法也可以消除我们的小擦痕）。
4. 慢慢冷却。不要让它在室温下，微风下或像是馅饼的窗台上冷却。将其放在小型冷却器中，这样冷却器的隔热层可以使热量尽可能缓慢地散逸。这也意味着您应该不经常检查它。最少5小时。您也可以通过使用4个玻璃碗来“制作”冷却器。2大和2小。将小碗＃1放在至少2-3块布毛巾上。将大地测量仪放在小碗＃1的底部，盖上小碗＃2，然后用胶带将它们固定在一起。将这个“碗球”放入大碗＃1的底部，盖上大碗＃2，然后再次用胶带密封。这些嵌套的碗将提供类似的良好隔热环境，这将阻碍传热。糖溶液产生的热量将填满两个小碗中的初始区域，它将加热玻璃。这将包含水蒸气（可能还有糖），这对传热非常有效。但是，玻璃在传递热量时很烂。空气更糟。因此，两个小碗将在最初插入热糖溶液时加热，并加热该环境，但是一旦达到某种平衡，热量将不会继续从第一个玻璃“壳”向上传递到第二种玻璃“壳”的空气具有任何效率。因此，它应该非常缓慢地冷却。第二个玻璃壳（最终）由您的空调冷却。因此，您也想用一条毛巾盖住它，以防止对流冷却。在传递热量时很烂。空气更糟。因此，两个小碗将在最初插入热糖溶液时加热，并加热该环境，但是一旦达到某种平衡，热量将不会继续从第一个玻璃“壳”向上传递到第二种玻璃“壳”的空气具有任何效率。因此，它应该非常缓慢地冷却。第二个玻璃壳（最终）由您的空调冷却。因此，您也想用一条毛巾盖住它，以防止对流冷却。在传递热量时很烂。空气更糟。因此，两个小碗将在最初插入热糖溶液时加热，并加热该环境，但是一旦达到某种平衡，热量将不会继续从第一个玻璃“壳”向上传递到第二种玻璃“壳”的空气具有任何效率。因此，它应该非常缓慢地冷却。第二个玻璃壳（最终）由您的空调冷却。因此，您也想用一条毛巾盖住它，以防止对流冷却。

使用这些玻璃“外壳”的优点是，您可以检查晶体的形成而不会干扰温度环境，也不会引起任何形式的物理振动，这会延迟（或破坏）晶体的形成。

PS。另外，根据她的口音，我猜视频中的厨师在澳大利亚。由于澳大利亚的大多数人都生活在沿海地区，因此她可能在海平面或海平面附近做饭，湿度（可能）比内陆地区高。这可能不会影响她可以饱和的糖量，但是会与水和水分有关的其他过程（只问面包师）。您可以使用由4个碗（两个较小的碗嵌套在两个较大的碗中）创建的隔热环境中进行控制。

参考以获取更多信息：

• 冰糖
• 制罐工艺（美国化学会）
• 家用晶体科学（《科学美国人》）