Solução de açúcar super saturada deu errado

Uma receita interessante aqui fornece isso como uma receita para fazer um cristal de açúcar com aparência de geodo. O produto final parece realmente ótimo e é basicamente isso:

• 3 xícaras de açúcar
• 1 xícara de água

• corante

  1. Aqueça a água e o açúcar até dissolver o açúcar.
  2. Deixe esfriar um pouco.
  3. Despeje em uma tigela coberta com papel alumínio.
  4. Cubra com toalhas.
  5. Deixe por 48 horas.

O que eu sempre acabo é ou não cristalizar ou a coisa toda fica completamente sólida.

Existe uma técnica secreta que estou perdendo?

Criar o doce Geode que você possui no link deve ser relativamente direto, mas requer um pouco de conhecimento sobre como os cristais se formam.

Primeiro, vamos analisar o que provavelmente está dando errado, examinando seus dois resultados:

ou a coisa toda fica completamente sólida

Você fez doces de vidro. Você resfriou a solução tão rapidamente que não foi permitido formar cristais. A cristalização leva tempo e completa quietude.

sem cristalização

A falta de cristalização significa que você não tinha açúcar suficiente OU os cristais não tinham uma superfície sobre a qual crescer.

Ciência necessária: Um cristal que se forma a partir de uma solução de açúcar é um precipitado, que cai fora da solução porque há mais soluto do que solução. Uma solução super saturada é uma solução em que há mais soluto do que solução em temperaturas nominais.

Podemos "trapacear" as proporções "normais" de solução / soluto aquecendo a solução, o que permite que mais soluto seja adicionado à solução do que o normalmente possível. À medida que o calor é removido da solução (entropia!), O soluto é "forçado" a sair da solução porque simplesmente não há mais espaço. Quando isso acontece, ele precisa de um lugar para ir.

Normalmente, um precipitado se solidifica e cai no fundo do copo, tigela ou em qualquer recipiente que você estiver usando.

O açúcar (como cristal) poderia seguir esse caminho e cair no fundo como um revestimento ou montes de gosma no fundo. OU, se houver estruturas para ele se prender, ele poderá começar a formar cristais.

O interessante das estruturas cristalinas é que elas se colocam em ordem molecular quando se deparam com outro cristal. É como se eles estivessem andando pelos outros cristais e diziam: "Woah! Bela estrutura! Posso participar?" e eles simplesmente se encaixam no lugar.

Portanto, o cristal mais difícil de obter é o primeiro.

Existem algumas coisas que eu faria para melhorar esta receita para obter os resultados que você está procurando.

1. Eu criaria uma solução de açúcar usando massa e não volume. 600g de sacarose pura (açúcar normal de mesa) em 235g de água seria o concentrado mínimo que eu usaria. Honestamente, se eu conseguisse 1.200g em 235g de água, faria isso. Mas certifique-se de atingir esse mínimo.
2. Eu aquecia o recipiente o mais alto que podia sem causar malformação. Como a receita em questão está usando fondant (e a outra, chocolate), isso provavelmente não é muito viável. De fato, o chocolate é temperado a 105F e a solução de açúcar é MUITO mais quente. Então, temos um problema lá. Então, proponho que enganemos um pouco criando uma camada de doce de vidro no fundo (você já é bom nisso), o que proporcionará um nível mais alto de isolamento para a formação da mistura no fundo. Isso também nos dá a oportunidade de dar aos cristais algo para agarrar para crescer ...
3. Seus cristais precisam de algo que eles possam usar para começarcrescendo. O fondant normalmente é bastante liso e não oferece uma ótima superfície para os cristais. Quando você faz esse experimento usando o método clássico "corda pendurada em uma jarra", os pedaços desgastados da corda fornecem ampla área de superfície para prender um cristal que está saindo da solução e iniciar a reação em cadeia que cria grandes cristais. Já faz um tempo desde que fiz isso na aula de física, mas acredito que a entropia das moléculas de açúcar que se refletem umas nas outras é uma das chaves para a formação de cristais. Demora muito tempo para formar cristais, porque precisamos essencialmente esperar até que duas moléculas se refletam exatamente no ângulo certo para manter a estrutura da treliça. Quando você ainda não possui cristais, precisamos esperar que um fique preso a uma estrutura e fornecer essa base de treliça. À medida que o tamanho do seu cristal aumenta, o crescimento dos cristais aumenta porque a probabilidade de uma molécula de açúcar colidir com um dos membros da treliça pré-estabelecida aumentou dramaticamente, então isso acontece mais rápido mais tarde, mas é lento para começar. Para aumentar a área de superfície do seu geodo, você precisará pontuar a camada de vidro de doces na parte inferior da sua concha de fondant para criar bosques, solavancos ou marcas. Qualquer coisa que não seja uma superfície lisa de fondant ou uma superfície lisa de vidro para doces será boa. (Percebo que corremos o risco de dissolvê-lo na solução, e é por isso que você precisa de uma solução realmente super saturada. Se não houver "espaço" para o açúcar se dissolver na solução, ele não poderá dissolva nossas pequenas marcas também).
4. REFRIGERE-O LENTAMENTE. Não deixe esfriar à temperatura ambiente, sob uma brisa ou no peitoril da janela, como se fosse uma torta. Coloque-o em um pequeno refrigerador para que o isolamento do refrigerador permita que o calor escape o mais lentamente possível. Isso também significa que você deve verificá-lo com a menor frequência possível. Um mínimo de 5 horas. Você também pode "fazer" um refrigerador usando 4 tigelas de vidro. 2 grandes e 2 pequenos. Coloque a tigela pequena nº 1 em pelo menos 2-3 toalhas de pano. Coloque o geodo no fundo da tigela pequena nº 1, cubra com a tigela pequena nº 2 e prenda-os juntos com fita adesiva. Coloque esta "bola da tigela" no fundo da tigela grande nº 1 e cubra com a tigela grande nº 2 e (novamente) feche com fita adesiva. Essas tigelas aninhadas fornecerão um ambiente isolado igualmente bom, o que retardará a transferência de calor. O calor da solução de açúcar preencherá a área inicial nas duas tigelas pequenas, que irá aquecer o copo. Isso conterá vapor de água (e provavelmente açúcar), o que é muito eficaz na transferência de calor. O vidro, no entanto, é péssimo ao transferir calor. O ar é ainda pior. Assim, as duas tigelas pequenas aquecerão da inserção inicial da solução de açúcar quente e aquecerão esse ambiente, mas uma vez que alcance um certo equilíbrio, o calor não continuará a ser transferido para cima do primeiro "invólucro" de vidro para o o ar da segunda "concha" de vidro com qualquer tipo de eficiência. Então, deve esfriar muito lentamente. A segunda concha de vidro é (em última análise) resfriada pelo seu ar condicionado. Portanto, convém cobrir isso com uma toalha para evitar o resfriamento por convecção. suga na transferência de calor. O ar é ainda pior. Assim, as duas tigelas pequenas aquecerão da inserção inicial da solução de açúcar quente e aquecerão esse ambiente, mas uma vez que alcance um certo equilíbrio, o calor não continuará a ser transferido para cima do primeiro "invólucro" de vidro para o o ar da segunda "concha" de vidro com qualquer tipo de eficiência. Então, deve esfriar muito lentamente. A segunda concha de vidro é (em última análise) resfriada pelo seu ar condicionado. Portanto, convém cobrir isso com uma toalha para evitar o resfriamento por convecção. suga na transferência de calor. O ar é ainda pior. Assim, as duas tigelas pequenas aquecerão da inserção inicial da solução de açúcar quente e aquecerão esse ambiente, mas uma vez que alcance um certo equilíbrio, o calor não continuará a ser transferido para cima do primeiro "invólucro" de vidro para o o ar da segunda "concha" de vidro com qualquer tipo de eficiência. Então, deve esfriar muito lentamente. A segunda concha de vidro é (em última análise) resfriada pelo seu ar condicionado. Portanto, convém cobrir isso com uma toalha para evitar o resfriamento por convecção.

A vantagem de usar essas "conchas" de vidro seria que você pode verificar a formação de cristais sem perturbar o ambiente de temperatura OU causar qualquer tipo de vibração física que retardaria (ou destruiria) a formação de cristais.

PS. Além disso, com base no sotaque dela, acho que a cozinheira do vídeo está na Austrália. Como a maioria das pessoas na Austrália vive na costa, ela provavelmente está cozinhando no nível do mar ou próximo a ele, com (provavelmente) níveis mais altos de umidade do que as áreas bloqueadas. Isso provavelmente não afeta a quantidade de açúcar que ela pode saturar, mas outros processos têm a ver com água e umidade (basta perguntar aos padeiros). Você pode controlar isso usando um ambiente isolado criado a partir de 4 tigelas (duas menores, aninhadas em duas maiores).

Referências para mais informações:

• Rock Candy
• Fabricação de velas (American Chemical Society)
• Ciência dos cristais domésticos (Scientific American)