Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03370.jsonl.gz/2197

Essbare Kristalle
Mathe, Physik, Chemie und… Zucker als Zutat für ein wunderschönes Kristall !
Du hast keine Lust in der Erde zu graben oder Tonnen von Steinen zu brechen bevor du ein Kristall findest ? Hier ist ein Rezept, das dir erlaubt, natürlich mit etwas Geduld, dein eigenes Kristal zu machen und, wieso nicht, es zu probieren !
Für dieses Experiment brauchst du :
- 400 g Zucker
- 200 ml Wasser
- 1 Grillspiess
- 1 Pinzette
- Ein grosses Glas
- Lebensmittelfarbe (optional)
- Plastikfolie (optional)
- Und vor allem… Geduld !
Zum Anfang gibst du etwas Zucker in einen Teller und befeuchtest deinen Grillspiess indem du ihn in dein Wasserglas tauchst. Rolle ihn dann im Zucker, damit die Körner sich um den Spiess kleben. Lass ihn dann ein bisschen trocknen.
Während der Spiess trocknet wirst du einen Sirup preparieren. Giesse dafür 200ml Wasser in einen Kochtopf und gebe 400g Zucker dazu. Koche das Ganze, bis sich der Zucker komplett aufgelöst hat.
Wenn all der Zucker verschwunden ist, kannst du Lebensmittelfarbe in den Sirup geben, damit er eine schöne Farbe bekommt. Lass den Sirup stehen bis er kalt ist, bevor du ihn in das Glas giesst.
Tauche den eigezuckerten Spiess in das Glas und halte ihn, mit einer Wäscheklammer, im Gleichgewicht, sodass er nicht den Boden oder die Wände vom Glas berührt. Um zu vermeiden, dass Schmutz in deinen Sirup fällt, kannst du einen Plastikfilm über das Glas ziehen.
Jetzt musst du nur noch warten! Pass auf, dein Glas nicht zu bewegen, weil das die Bildung der Kristalle bremsen könnte. Schaue jeden Tag nach, wie die Bildung deiner Kristalle vorankommt. Ihre Bildung kann 1 bis 2 Wochen dauern, aber du kannst es auch länger stehen lassen !
Ausserdem, wieso bilden sich Kristalle auf deinem Spiess? Und bilden sie spezielle Formen? Würden sie die gleiche Form haben wenn man Salz anstatt Zucker benutzt hätte?
Überprüfe deinen Gedankengang mit den folgenden Erklärungen :
Wie bilden sich deine Zuckerkristalle ?
Während der Präparation dieses Experiments waren 2 Etapen besonders wichtig, damit deine Kristalle sich bilden und wachsen können. Du hast Wasser mit Zucker zum Kochen gebracht und du hast auch den Spiess in den Zucker getaucht. Aber was hat uns das gebracht ?
Kümmern wir uns erstmals um die Präparation des Sirups. Wenn du 200ml Wasser mit 400g Zucker gemischt hast, hast du vielleicht gemerkt, dass der Zucker nicht komplett verschwunden ist, sogar wenn man mit einem Löffel mischt. Tatsächlich, mit diesen Mengen, befinden wir uns gerade an der Grenze der Sättigung. Das heisst, dass man bei Umgebungstemperatur (in einem Raum hat es ungefähr 20°C), in 200 ml Wasser ungefähr 400g Zucker auflösen kann. Aber wenn die Mischung erhitzt wird, verschwindet der ganze Zucker der noch nicht aufgelöst war. In 200 ml kochendem Wasser, kann man fast 960 g Zucker auflösen !!
Und da Wasser, das kocht, verdunstet, erhalten wir einen Sirup der 400g Zucker enthält und weniger als 200ml Wasser. Wenn das Wasser kälter wird, wird der Zucker der aufgelösst war wieder ausfallen (fest werden) und wir werden eine, mit Zucker gesättigte, Flüssigkeit erhalten.
Damit die Kristale sich formen, müssen sie sich irgendwo absetzen, auf einer Unebenheit oder einer “Unreinheit“ auf der Oberfläche. Wenn wir nicht den gesüssten Spiess in das Glas legen würden, würden sich immer noch Kristalle formen, aber auf dem Rand des Glases, das trotz seines glatten Anscheins, nicht glatt auf einer mikroskopischer Betrachtungsweise ist. Die Entstehung der Kristalle wäre auch langsamer.
Unser eingezuckerter Spiess dient als Kristallisationsplatform für die Zuckerkörner, die sich im Wasser absetzen. Diese werden sich aneinander kleben und nicht mehr als einzelne Zuckerkörner vorhanden sein, aber zusammen eine Kristallstruktur bilden !
Aber wieso haben die Zucker- oder Salzkristalle verschiedene Formen ?
Jede Materie ist aus Atomen und Molekülen gemacht, die sich auf eine spezifische Art zusammensetzen indem sie sich miteinander verbinden. Wenn sie sich regelmässig zusammenbinden, kann man die Bildung eines sich wiederholendem Motivs beobachten, wie zum Beispiel wie folgend in der Form eines Bienennests. Es ist diese Regelmässigkeit die zur Formation eines Kristalls führt.
Das wiederholte Motiv wird als die Elementarzelle bezeichnet. Die Zelle kann durch eine Schachtel repräsentiert werden indem sich das Molekül befindet, das wiederholt wird. Die Länge der Seiten a, b und c dieser Schachtel, sowohl als auch die Winkel α, β und γ hängen von dem Molekül ab, das sich darin befindet.
Andere Zellen werden sich an die erste hängen um eine Kristallstruktur zu bilden :
Da die Grösse der Seiten und Winkel je nach Molekül verschieden sind, wird die Form des Kristalls anders sein, wenn es ein Salz oder Zucker Kristall ist !
Wenn du auf diesen Link klickst, findest du manche mögliche Formen für Kristalle, jenach der Form ihrer Elementarzelle. Hier kannst du Fotos der Salz-, Zucker- und Ferricyanid-Kristalle finden, die sehr verschieden sind !
Salzkristalle (links), Zuckerkristalle (Zentrum) und Kaliumhexacyanidoferrat (rechts).
Filme oder fotografiere dein Experiment und teile es mit uns auf den sozialen Netzwerken.
@EPFL_SPS
wenn du keinen Zugang zu diesen sozialen Netzwerken hast, kannst du uns dein Video per E-mail schicken; wir werden es dann vielleicht auf unseren Netzwerken veröffentlichen.
Schulen und andere Ausbildungszentren sind geschlossen. Jedoch bietet das Service de promotion des sciences der EPFL (ETH Lausanne, Wissenschaftsförderungsdienst) wissenschaftliche und technische Aktivitäten an. Diese sind für Neugierige aller Altersklassen gedacht und geeignet zu Hause zu machen.