Wenn Wissenschaft wächst süße Rock Candy Crystals

Diese Wissenschaft FAIR-Projekt erfordert Hilfe von Erwachsenen. Die kochende Zuckerlösung ist extrem heiß.

Hier ist ein Rätsel für Sie: Welche Art von Gestein wächst? Die Antwort lautet: Zu! Diese köstliche Süßigkeit wird Zucker tatsächlich kristallisiert und man kann „wachsen“ aus einer Zucker-Wasser-Lösung. In dieser Wissenschaft FAIR-Projekt lernen Sie, wie Sie Ihre eigenen Kandiszucker wachsen und bestimmen, ob mit Impfkristallen der Wachstumsrate des Zuckerkristalle ändert.

In dieser Wissenschaft FAIR-Projekt wird untersucht, wie man die Gegenwart von Impfkristallen der Wachstumsrate von Kandiszucker ändert.

Einführung

Haben Sie schon einmal an Kandiszucker sah und fragte sich, wie es gemacht wird? Kandiszucker ist eigentlich eine Sammlung von großen Zuckerkristalle, die „gewachsen“ von einer Zucker-Wasser-Lösung. Zucker, wie viele andere Materialien können viele verschiedene physikalische Zustände kommen in. Als Feststoff kann entweder amorph sein, ohne Form, wie wenn es Zuckerwatte Formen oder kristallin, mit einer hochgeordneten Struktur und Form, wie wenn es Kandiszucker Kristalle bildet.

Wie bekommen die Moleküle einer Substanz zusammen einen Kristall zu bilden? Zuerst gibt genügend Moleküle in einem Bereich sein, dass sie eine hohe Chance, stoßen sie haben. Dies geschieht, wenn eine Lösung, die aus einer Flüssigkeit, und die Verbindung hergestellt ist, das kristallisiert wird, gesättigt ist. In dem Kandiszucker, ist die Flüssigkeit Wasser ist und die Verbindung ist Zucker. Eine Lösung ist gesättigt, wenn die Flüssigkeit in ihr möglichst viel von der Verbindung gelöst enthält. Wenn beispielsweise Kandiszucker machen, lösen Sie so viel Zucker wie möglich in Wasser, um eine gesättigte Lösung zu machen. Wenn Sie mehr Verbindung hinzufügen, als in der Flüssigkeit auflösen, bleiben die ungelösten Bits als Feststoffe in der Flüssigkeit. In einer gesättigten Lösung, stoßen die Moleküle ineinander häufig, weil es so viele von ihnen sind. Gelegentlich, wenn sie über den Weg, am Ende der Moleküle zusammen ragen; dies ist der Beginn des Kristallisationsprozesses und wird Nukleation genannt. Sobald mehrere Moleküle bereits zusammengeklebt werden, ziehen sie sich aktiv andere Moleküle ihnen anzuschließen. Dieser langsame Prozess ist wie der Kristall „wächst.“

Wenn Wissenschaft wächst süße Rock Candy Crystals

Abbildung 1: Diese Abbildung zeigt die große Anzahl von Molekülen in einer gesättigten Lösung. Bei so vielen Molekülen in der Flüssigkeit, gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie in ein Anstoßen andere und eine Nukleationsereignis zu schaffen.

In dieser Wissenschaft FAIR-Projekt finden Sie eine gesättigte Lösung von Zucker und Wasser machen, um Ihre eigenen Kandiszucker Zuckerkristalle zu wachsen. Sie werden die Wachstumsraten zwischen Kandiszucker vergleichen, die auf ihrem eigenen in der Lösung und Kandiszucker, die mit etwas Unterstützung beginnt nucleate gelassen wird. Um diesen Kandiszucker zu unterstützen, werden Sie den Nukleationsprozesses zuerst durch Zugabe von Zuckerkristallen, die so genannte Keimkristallen, auf den String jump-start.

Begriffe und Konzepte

Hier sind einige der Begriffe, die Sie wissen sollten, und Fragen, die Sie denken sollten, bevor Sie dieses wissenschaftliches Projekt zu starten. Haben Sie einen Erwachsenen helfen Ihnen, diese Worte und Begriffe nachschlagen.

amorpher Feststoff
Kristalliner Feststoff (auch als Kristall bekannt)
Molekül
Lösung
Verbindung
Gesättigt
Die Nukleation
Impfkristall

Wie macht man eine gesättigte Lösung?
Welche hält mehr Zucker: kaltes Wasser oder heißes Wasser?
Wie wachsen Kristalle?
Was ist Nukleation?

Literaturverzeichnis

Materialien und Geräte

Dieses Projekt wird für Gläser angepasst, die etwa 14 Unzen halten. Wenn Ihre Gläser größer sind, müssen Sie die Menge an Wasser und Zucker verdoppeln.

Versuchsdurchführung

Achtung: Diese Wissenschaft Projekt erfordert die Verwendung eines Ofens eine Einkochen von Zucker-Wasser-Lösung zu machen. Seien Sie vorsichtig, und dies nur tun, unter der Aufsicht eines Erwachsenen; die Zucker-Wasser-Lösung ist extrem heiß und kann eine schlechte Verbrennungen verursachen, wenn verschüttet.

Um diese Wissenschaft FAIR-Projekt zu beginnen, schneiden Sie zwei Stücke von Garn. Jedes Stück sollte etwa 1 Zoll länger als die Höhe des Glasgefäßes sein.
Legen Sie eines der Stücke von String beiseite und nichts tun, um es. Genießen Sie das andere Stück Schnur in einer Tasse Wasser für 5 Minuten.
Nach dem Einweichen, nutzen Sie Ihre Hand das überschüssige Wasser aus dem String zu quetschen. Rollen Sie die Zeichenfolge in 1 Esslöffel Zucker auf einem Teller. Die Zeichenfolge wird mit Zucker überzogen werden. Dieses kleine Stückchen Zucker sind die Samen, auf denen andere Zuckerkristalle wachsen könnten.
Legen Sie beide Ihre ausgesät (Zucker-beschichtet) String und Ihre nicht-geimpften Zeichenfolge auf ein Stück Wachspapier über Nacht. Stellen Sie sicher, sie sind nicht zu berühren.

Abbildung 2. Die Zeichenfolge in diesem Foto wird mit einer Schraube an einen Spieß und beschwerte am anderen Ende gebunden worden. Es ist bereit, verwendet werden Kandiszucker zu machen.

Senken Sie die gewichtete Ende der geimpften Zeichenkette in einem der Gläser und ruhen den Spieß über die Mündung des Glases. Rollen Sie den Spieß um die Zeichenfolge zu wickeln, bis das Gewicht aufgehängt ist etwa 1 Zentimeter (cm) vom Boden des Glases, die Sie mit Ihrem Lineal messen können. Kleben Sie die Schnur um den Spieß so dass die Länge der Saite nicht ändern kann. Wiederholen Sie diesen Vorgang für den nicht gesetzten String, dann nehmen Sie die Spieße und Streicher aus den Gläsern und legen Sie sie beiseite.

Wärmen Sie die Glasgefäße. Dadurch wird sichergestellt, dass Sie nicht Ihre heiße Zucker-Wasser-Lösung zu einem kalten Glas hinzufügen, die in einer dramatischen Temperaturänderung führen würden, die kleinen Kristalle bilden, entlang des Glases machen könnte. Die kleine Kristalle würde Ihre Kandiszucker Formationen stören.

Vorsicht. bekommen Hilfe von einem Erwachsenen, wenn kochendem Wasser Handhabung.
Kochen Sie genug Wasser, beide Gläser zu füllen.
Wenn das Wasser kocht, gießen Sie sie vorsichtig in die Gläser. Vielleicht möchten Sie einen Trichter verwenden, zu viel Wasser zu verschütten.
Lassen Sie die vollen Gläser sitzen, mit dem heißen Wasser in ihnen, bis die Zucker-Wasser-Lösung bereit ist.

Machen Sie den Zucker-Wasser-Lösung.

Verwendung eines flüssigen Messbecher 1 Tasse Wasser in einem Topf. Bringen Sie das Wasser zum kochen auf dem Herd. Schalten Sie die Hitze zu gering nach unten. Hinweis: Wenn Sie Gläser verwenden, die größer als 14 Unzen, Hitze 2 Tassen Wasser.
Verwendung einer trockenen Messbecher 2 Tassen Zucker zu dem heißen Wasser. Hinweis: Wenn Sie Gläser verwenden, die größer als 14 Unzen, fügen Sie 4 Tassen Zucker.
Mischen mit einem Holzlöffel Mischen, bis der gesamte Zucker aufgelöst hat.
Schalten Sie die Hitze zurück und warten, bis sich der Zucker-Wasser-Lösung zum kochen zurück. Stellen Sie sicher, Rühren zu halten, so dass die Temperatur in der gesamten Lösung konsistent ist.
Entfernen Sie das Einkochen von Zucker-Wasser-Lösung aus dem Ofen.
Weiter zu Zucker 1 Esslöffel auf einmal hinzuzufügen. Rühren Sie gründlich nach jedem hinzu Löffel, um sicherzustellen, dass der Zucker vollständig, bevor das Hinzufügen eines weiteren Löffel gelöst ist. Hinweis: nicht die kleinen Luftblasen in der Lösung für die ungelösten Zucker verwechseln. Sie können sagen, sie auseinander, indem Sie Ihre Rühren für einen Moment zu stoppen; der Zucker an die Unterseite der Wanne absetzen, bleiben die Blasen in der gesamten Lösung suspendiert.
Halten Sie das Hinzufügen von Zucker, bis keine mehr in der Lösung aufzulösen. Wenn Sie denken, Sie haben zu Ihrer Lösung zu viel Zucker hinzugefügt, keine Sorge. Halten Sie das Rühren und wenn auch nach einer vollen 2 Minuten Rühren Sie an der Unterseite des Topfes ungelösten Zucker haben, bringen Sie den Topf auf den Herd. Die Lösung wird bis es beginnt nur zu kochen, entfernen Sie sie dann aus dem Ofen. Dies soll Ihnen helfen, das letzte Stück Zucker in die Lösung zu bekommen.

Nachdem das letzte Bit von Zucker aufgelöst worden ist, ermöglicht die Lösung 5 Minuten lang abkühlen.

Gießen Sie das heiße Wasser aus den vorgeheizten Glasgefäße. Vorsicht. die Gläser werden heiß, so Ofenhandschuhe oder Topflappen verwenden, um mit ihnen zu umgehen.

Nachdem die Zucker-Wasser-Lösung für 5 Minuten abgekühlt ist, gießt, die Lösung in die beiden vorgeheizten Glasgefäße, die Flüssigkeit gleichmäßig zwischen den beiden Behältern aufgeteilt wird. Achtung: Seien Sie besonders vorsichtig, wenn Sie die Zucker-Wasser-Lösung Gießen; es ist heiß und brennt, wenn auf der Haut verschüttet.

Mit Topflappen, bewegen Sie die Gläser von Zucker-Wasser-Lösung an einen Ort, wo sie eine Woche lang in Ruhe gelassen werden. Legen Sie beiden Gläser in der gleichen Lage. Große Temperaturschwankungen können mit dem Kristallisationsprozess stören, so vermeiden Sie die Gläser an Orten setzen, die direkte Sonneneinstrahlung bekommen, oder sind in der Nähe einer Heizung oder Kühlung Schlot.

die gewichteten Saiten in die Gläser von Zucker-Wasser-Lösung, eine Saite pro Glas sanft senken.

Kleben Sie die Spieße die Saiten an den Rändern der Gläser hält die Fäden zu verhindern, dass versehentlich angerempelt zu werden. Siehe Abbildung 3 unten.

Abbildung 3. Wenn das Experiment alle eingerichtet ist, Ihre Kandiszucker wachsenden Gläser sollten wie die hier abgebildete aussehen.

Lose decken Sie die Gläser mit einem Papiertuch aus fliegt in Staub und Schmutz zu verhindern, während nach wie vor auftreten Verdunstung ermöglicht.

Beobachtungen und Messungen

Schauen Sie sich Ihre Gläser einmal pro Tag. Was siehst du? Gibt es irgendwelche Kristalle wachsen? Wo sind die Kristalle? Welche Saite hat mehr Kristalle: derjenige, der war oder nicht geimpft? Machen Sie eine Datentabelle, wie die unten, im Labor Notebook und notieren Sie Ihre Beobachtungen jeden Tag. Während Sie tatsächlich über die Saiten auf dem „Tag 1“ Schritt vorbereitet, für die Zwecke des Experiments, Tag 1 in der Datentabelle wird der Tag sind Sie Ihre Lösung aus und begannen das Experiment ausgeführt wird.

Tage lang in Jar

Machen Sie Beobachtungen Ihrer Zucker-Wasser-Lösung Gläser für eine Woche. Am siebten Tag, die Fäden aus den Gläsern entfernen und Messungen der Kandiszucker-Kristalle nehmen.

Wenn es eine Schicht aus gehärtetem Zuckersirup ist es, die oben in Ihrem Glas Beschichtung, können Sie mit einem Löffel vorsichtig, dass die Schicht zu brechen, bevor Sie Ihr Zuckerkristalle herausziehen.
Spülen Sie kurz das Kandiszucker-Kristalle in kaltem Wasser, so dass sie dann 30 Minuten lang auf einem Papiertuch trocknen lassen.
Unter Verwendung eines Lineals, messen die Länge der Kandiszucker und die Breite am breitesten Punkt. Nehmen Sie Ihre Messungen in einer Datentabelle, wie die unten, im Labor-Notebook. Hat Seeding einen Unterschied in der Größe der Kandiszucker, die Sie wächst?

Ab String Bedingungen

Wenn Sie alle Ihre Messungen und Beobachtungen aufgezeichnet haben, können Sie alle Ihre harte Arbeit, indem sie essen den Kandiszucker Sie wuchs genießen!

Variationen

Fragen Sie einen Experten

Die Fragen Sie einen Experten Forum soll ein Ort sein, wo die Studenten gehen können Antworten auf Fragen der Wissenschaft zu finden, dass sie nicht in der Lage gewesen, auf die Verwendung anderer Ressourcen zu finden. Wenn Sie Fragen zu Ihrem Projekt Science Fair oder Wissenschaft fair, unser Team von freiwilligen Wissenschaftlern helfen kann, haben. Unsere Experten werden die Arbeit für Sie nicht tun, aber sie werden Vorschläge, bieten Beratung machen, und die Fehlerbehebung erleichtern.

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