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Was steckt dahinter?
Warum wachsen am Holzstäbchen Zuckerkristalle? Warum bleibt das Zuckerwasser nicht einfach klar?
Wenn du viel Zucker in kaltes Wasser gibst, wirst du merken, dass sich nicht der ganze Zucker im Wasser löst. Wenn du aber das Wasser erhitzt, löst sich der Zucker. Wir sehen: In heissem Wasser löst sich mehr Zucker als in kaltem. Im Zuckersirup, den du in diesem Experiment hergestellt hast, ist so viel Zucker wie nur möglich in heissem Wasser gelöst*.
Was passiert nun aber, wenn dein Sirup abkühlt? Wie wir gesehen haben, kann kaltes Wasser nicht so viel Zucker aufnehmen wie heisses. So muss der überschüssige Zucker, der im Sirup gelöst ist, „ausfallen“, also wieder zu festem Zucker werden. Das macht er, indem er langsam Kristalle bildet. Und wie?
In deinem Sirup schwimmen sehr viele kleine Zuckerteilchen (Zuckermoleküle) herum. Da es so viele sind, stossen sie häufig aufeinander. Während die Lösung abkühlt, bleiben manchmal Teilchen, die zusammengestossen sind, aneinander kleben. Viele Teilchen zusammen ergeben einen Kristall. Am Anfang sind die Kristalle so klein, dass du sie nicht sehen kannst.
Nach ein paar Stunden ist der Sirup schon abgekühlt, aber die Kristallbildung geht weiter. Da mit der Zeit das Wasser verdunstet, die Zuckerteilchen also immer weniger Platz haben, um sich zu bewegen, stossen immer mehr Teilchen aufeinander und gegen die sich formenden Kristalle und bleiben daran kleben. So werden die Zuckerkristalle immer grösser.
Da die Zuckerkristalle auch an der Glaswand oder am Boden wachsen können, wälzen wir das Holzstäbchen in Zucker, bevor wir es in die Lösung geben. Die in der Lösung herumschwimmenden Zuckerteilchen bleiben dann eher an den Zuckerkörnern am Stäbchen kleben als an der Glaswand. Das ist auch der Grund, warum wir den Sirup und das Holzstäbchen in ein frisches Glas überführen. Wir wollen nicht, dass die Kristalle an den „falschen“ Stellen wachsen!
*Dieser Sirup ist eine sogenannte gesättigte Lösung. Würdest du noch mehr Zucker ins Wasser geben, würde er sich nicht mehr lösen, sondern auf dem Pfannenboden liegen bleiben. Auch heisses Wasser kann nicht unendlich viel Zucker aufnehmen.