鄭雪晴

1 制作背景及原理

在一定溫度、壓力下，當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度已超過(guò)該溫度、壓力下溶質(zhì)的溶解度，而溶質(zhì)仍不析出的現(xiàn)象叫過(guò)飽和現(xiàn)象，此時(shí)的溶液稱為過(guò)飽和溶液。而過(guò)飽和溶液的性質(zhì)并不穩(wěn)定，在此溶液中加入一塊小的溶質(zhì)晶體作為“晶種”，就能引起過(guò)飽和溶液中溶質(zhì)結(jié)晶。

產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是，過(guò)飽和溶液可以存在是因?yàn)槿苜|(zhì)不容易在溶液中形成結(jié)晶中心，也就是晶核。因?yàn)槊恳环N晶體都有一定的排列規(guī)則，只有具有了結(jié)晶中心，才能使原來(lái)作無(wú)秩序運(yùn)動(dòng)著的溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)集合起來(lái)，并且按照這種晶體所特有的次序排列起來(lái)。但是不同的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)這種規(guī)則排列的難易程度是不同的。有些晶體要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能自行產(chǎn)生結(jié)晶中心，而人工加入“晶種”，實(shí)際就是通過(guò)外力幫助直接產(chǎn)生結(jié)晶中心，加快過(guò)飽和溶液析出過(guò)量的溶質(zhì)，轉(zhuǎn)為飽和溶液的過(guò)程。

過(guò)飽和溶液這個(gè)特性，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中常常被用來(lái)生產(chǎn)各種化工和醫(yī)藥原料，例如，氫氧化鈉、紅霉素鈉鹽、紅霉素硫氰酸鹽等。當(dāng)然在工業(yè)生產(chǎn)中，有復(fù)雜的生產(chǎn)設(shè)備和專業(yè)的操作工人，還有復(fù)雜的操作步驟和工藝。但實(shí)際上，在自己家的廚房中，就可以利用這個(gè)現(xiàn)象來(lái)做一個(gè)漂亮又好吃的棒棒糖。

2 制作器材

實(shí)驗(yàn)工具和材料如下：一次性木筷子1根；

衣夾1個(gè)（長(zhǎng)一點(diǎn)的木衣夾最好）、

高玻璃杯或者細(xì)花瓶1個(gè)、

白糖3杯、

湯鍋1個(gè)、

煤氣灶、

純凈水（自來(lái)水也行）等。

3 制作過(guò)程

（1）用衣夾把木筷子上端夾住，然后把筷子插入玻璃杯中，讓衣夾可以橫擱在玻璃杯口，上下調(diào)整木筷的位置，使其距離玻璃杯底部大約2～3 cm為好。

（2）把衣夾和木筷一起拿出來(lái)放好，注意保持筷子干凈。

（3）（這個(gè)步驟需要使用煤氣灶而且要在灶上進(jìn)行，所以一定要小心，學(xué)生可以找家長(zhǎng)幫忙）在湯鍋中倒入2杯純凈水，放在煤氣灶上，然后用大火將水燒開(kāi)，然后將煤氣灶轉(zhuǎn)為小火。然后倒入約1/4杯糖到沸水中，不停地?cái)嚢瑁钡剿刑嵌既芙?。再不斷加入更多的糖，不停地?cái)嚢枞芤?，直到全部白糖溶解，并重?fù)這個(gè)步驟，直到?jīng)]有更多的白糖溶解。現(xiàn)在湯鍋中就是白糖的過(guò)飽和溶液了。注意：整個(gè)過(guò)程一定要有耐心，需要比較長(zhǎng)的時(shí)間讓糖充分溶解，要分批放入白糖，絕不能一次加入，確保白糖不會(huì)再溶解后才能停止攪拌。

（4）煤氣灶關(guān)火，讓白糖溶液在湯鍋中自行冷卻，至少冷卻20 min。在冷卻的時(shí)候，可以把木筷前端的一半插入糖液中，然后轉(zhuǎn)動(dòng)木筷卷一些糖液在筷子上，這樣有助于啟動(dòng)晶體生長(zhǎng)。一定要等到糖完全冷卻，準(zhǔn)備放進(jìn)玻璃杯前，結(jié)晶糖不會(huì)脫落的時(shí)候。

（5）將白糖溶液倒入玻璃杯中（一定要小心），倒到接近杯口的位置。

（6）然后將木筷完全垂直插入溶液中，保證木筷不會(huì)碰到玻璃杯的任何表面。

（7）將玻璃杯放在一個(gè)不會(huì)被輕易碰到的地方，然后等待它慢慢冷卻。

（8）在接下來(lái)的3～7天，將會(huì)觀察到糖晶體慢慢生長(zhǎng)。直到最后得到一個(gè)美麗的棒棒糖。

從過(guò)飽和溶液的原理中我們可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)上的解讀：白糖的溶解度會(huì)隨著溶液溫度的變化而顯著變化，所以將水加熱后再充分溶解白糖就會(huì)得到白糖過(guò)飽和溶液。在其中插入的蘸糖的木筷子，則起到了“晶種”的作用，這樣當(dāng)溶液冷卻時(shí)，白糖就會(huì)圍繞“晶種”析出，最終形成了棒棒糖。