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Saône et Loire - Département

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Les cristaux de sucre

Alors, vos expériences sucrées ont-elles fonctionné ?

Vous avez normalement dû obtenir des bâtons (ou ficelles) de cristaux de sucre.

 

Par contre, si le sucre n’était pas entièrement dissous ou si tu n’as pas protégé ton expérience et que de la poussière est tombée dessus ou que tes cristaux étaient mal accrochés à ton bâton ou que ton bâton ou ta ficelle touchait les bords ou le fond, tu as pu obtenir des choses différentes comme, par exemple, une couche de cristaux de sucre en surface ou alors précipités au fond du récipient.


 

 

Les états de la matière

 

Si un liquide peut couler, c’est que les molécules, qui se trouvent dedans, peuvent se lier et se séparer ; les liaisons ne sont pas figées. Les molécules sont compactées mais pas ordonnées. C’est pour cela qu’un liquide peut changer de forme en fonction du contenant. Dans un solide, les molécules sont solidement liées. Elles sont ordonnées et compactées et donc ne bougent pas. Dans un gaz, les molécules ne se touchent presque pas, elles s’entrechoquent de temps en temps. C’est pour cette raison qu’un gaz peut prendre beaucoup plus de place et est plus léger. En chauffant, les molécules vont de plus en plus s’agiter et de moins en moins rester liées les unes aux autres. C’est pour cela que, quand on chauffe de la glace, on obtient de l’eau liquide, puis en chauffant encore, de la vapeur d’eau.

Molécule d’eau : H2O

Et maintenant que s’est-il passé pour notre eau sucrée ?

 

Comme nous l’avons vu quand le sucre est chauffé en présence d’eau, le saccharose se sépare en fructose et glucose. C’est ce qui donne, avec l’eau, du sirop sucré (si tu veux t’en rappeler, n’hésite pas à aller sur l’onglet « La chimie de la crêpe » sur notre site).

 

La chaleur favorise la dissolution du sucre dans l’eau. Pour la fabrication de notre sirop, on a mis une très grande quantité de sucre dans de l’eau. Si l’eau avait été froide, on n’aurait pas pu en dissoudre autant. On a dissolu le maximum de sucre que l’on pouvait dans l’eau chaude. On dit que la solution est saturée, ce qui veut dire que l’on ne peut pas dissoudre plus de sucre.

 

 

 

 

Mais l’eau froide permet de dissoudre moins de sucre. Donc, quand le sirop refroidit, la solution devient sursaturée. Il y a plus de sucre dissous dans le sirop refroidi qu’il ne pourrait y en avoir, normalement, si on l’avait dissous directement dans l’eau froide.

On a aussi vu que la réaction d’hydrolyse, qui sépare notre sucre en poudre (saccharose) en deux molécules plus petites de glucose et de fructose, grâce à l’eau et à la chaleur, était réversible. Le saccharose peut se reformer.

Dans notre sirop liquide, les molécules se déplacent, se lient et se séparent. Mais, comme il y en a vraiment beaucoup, dès qu’elles vont rencontrer du saccharose déjà solidifié comme les cristaux de sucre sur notre bâton, elles vont s’accrocher sans s’en détacher. Une molécule de glucose et une molécule de fructose vont reformer du saccharose. C’est ainsi que vont se former les premiers cristaux.

Mais en cristallisant, la concentration de sucre dans le sirop diminue. Il n’est alors plus sursaturé. La cristallisation pourrait s’arrêter là. Mais un autre phénomène rentre en action : l’évaporation. En s’évaporant, l’eau augmente la concentration du sirop en sucre qui peut alors continuer à recristalliser autour des autres cristaux et donc autour du bâton.

 

 

 

Influence de la température

 

Si la température est plus élevée, alors l’évaporation est plus rapide ; les cristaux se forment de façon plus rapide et on aura de plus petits cristaux. Si la température est plus faible, l’eau s’évapore plus lentement et le sucre a plus de temps pour cristalliser et former de gros cristaux.

C’est exactement ce que l’on voit dans la formation des cristaux des roches volcaniques et plutoniques (refroidissement de la roche en fusion en profondeur dans le sous-sol). Pour le basalte qui est une roche qui refroidit très vite, puisqu’il se forme par contact de la lave avec l’eau, les cristaux sont extrêmement petits. On a besoin d’une loupe ou d’un microscope pour les voir. Alors que les cristaux du granit, qui se forment par refroidissement du magma en profondeur, sont beaucoup plus gros puisque visibles à l’œil nu.

 

 

Le basalte

Le garnite

Cristaux de sucre au microscope

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