Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
zobrazení vybraného dotazu
1) Výroba cukrových krystalů
08. 10. 2007
Dotaz: Preco z roztoku cukru nemozno v domacich podmienkach ziskat krystaly rovnako ako
z roztoku kuchynskej soli? (Jana Adámková)
Odpověď: Z roztoku cukru (jako z každého jiného roztoku) je možné získat krystaly, a to i v domácích podmínkách. Vyráběla se tak oblíbená cukrátka - krystaly cukru na špejli (anglicky "rock candies", český termín neznám). Základní problém ovšem představuje obrovská rozpustnost sacharózy (cukru) ve vodě:
teplota
rozpustnost (na 100 ml vody)
0°C
35,7 g soli
182 g cukru
20°C
35,9 g soli
202 g cukru
100°C
39,2 g soli
476 g cukru
(údaje převzaty z Wikipedie, která je převzdala od Mezinárodní unie čisté a užité chemie IUPAC)
Důsledky pro praxi: pokud rozpustíme ve vroucí vodě tolik soli, kolik jen
jde (tj. 39,2 g na 100 ml, tzv. nasycený roztok), ochlazením v mrazáku se
vyloučí asi jen desetina (3,5 g na 100 ml). Můžeme ovšem nechat roztok
místo ochlazování odpařovat a tím samozřejmě získáme nakonec všechnu sůl.
Koho by ovšem napadlo, že nasycený roztok cukru ve vroucí vodě vytvoříme
tak, že na 1/2 hrnku vody nasypeme skoro 1/2 kg cukru?! Budeme-li z
neznalosti postupovat odhadem, tj. přidáme asi takové množství jako v
případě soli (několik lžic), i při zchlazení na bod mrazu či odpaření
velké části vody bude v roztoku stále ještě příliš malá koncentrace cukru na to,
aby se začaly vylučovat krystaly - při pokojové teplotě musí koncentrace
překročit 202 g cukru na 100 ml vody, aby začal krystalizovat.
Pro optimální výsledek by tedy bylo třeba ve vroucí vodě rozpustit opravdu
ono neuvěřitelné množství cukru, při ochlazení na pokojovou teplotu se pak
více jak polovina množství vyloučí ve formě krystalů (například na
zmíněných špejlích, chceme-li vyrábět cukrátka), případně můžeme nechat roztok volně odpařovat za pokojové teploty a získat ještě větší část rozpuštěného cukru
ve formě krystalů.
Druhou věcí je výsledná podoba krystalů. Zde se uplatňuje vliv uspořádání
"experimentu" - koncentrace roztoku, rychlost odpařování nebo snižování
teploty, čistota roztoku, přítomnost krystalizačních jader - jakýchsi
zárodků pro vznik krystalů a podobně. Ve výsledku se může stát, že právě
vlivem uspořádání získáme místo pěkných oddělených krystalů nevzhlednou
krustu poslepovanou z malých jehliček.
