Super refroidir l’eau est facile et amusant. Fondamentalement, vous refroidissez l’eau en dessous de son point de congélation et vous la cristallisez en glace sur commande. Voici des instructions étape par étape pour surfusionner de l’eau en utilisant deux méthodes différentes.
Méthode #1 : surfusionner de l’eau en bouteille
Surfusionner de l’eau en bouteille dans un congélateur domestique est le plus facile. Le seul « truc » est que l’eau en bouteille doit être raisonnablement pure. L’eau Fiji est l’une des marques les plus fiables à utiliser, mais toute eau purifiée par osmose inverse ou distillation fonctionne bien. La raison pour laquelle l’eau en bouteille fonctionne mieux que l’eau du robinet est que cette dernière contient de minuscules particules, des minéraux dissous et des gaz dissous qui constituent des sites de nucléation pour la formation de glace. Vous pouvez toujours surfraîchir l’eau du robinet, mais laissez-la d’abord reposer pendant plusieurs heures pour que toutes les bulles puissent s’échapper.
- Placez une bouteille d’eau non ouverte dans le congélateur. Remplissez également une bouteille de la même taille avec de l’eau du robinet.
- Laissez les bouteilles refroidir sans être dérangées pendant environ 2 heures et demie. Le temps exact nécessaire pour surfusionner l’eau dépend de la température du congélateur et de la taille de la bouteille d’eau. Ne dérangez aucune des bouteilles, mais regardez si l’eau du robinet a gelé. Si l’eau du robinet gèle, cela signifie que l’eau purifiée de la bouteille est surfondue. (Si l’eau des deux bouteilles est gelée, vous devez faire fondre la glace et recommencer, mais vérifiez les bouteilles moins longtemps après. Si les deux bouteilles gèlent à nouveau, soit vous avez encore attendu trop longtemps, soit l’eau de la bouteille n’était pas suffisamment pure.)
- Sortez délicatement la bouteille d’eau surfondue du congélateur.
- Initiez la cristallisation en glace en secouant la bouteille ou en l’ouvrant et en versant le liquide sur un morceau de glace ou un peu de glace à l’eau.
Méthode n°2 : surfusionner un verre d’eau
Vous n’avez pas besoin d’un congélateur pour surfusionner de l’eau. Tout ce dont vous avez besoin est de la glace et du sel. Lorsque vous saupoudrez du sel sur de la glace, la petite quantité de glace fondue (eau liquide) dissout le sel et subit une dépression du point de congélation. Cela abaisse la température de la glace en dessous de 0 °C ou 32 °F. C’est un moyen pratique de congeler de la crème glacée maison qui fonctionne également pour surfusionner de l’eau.
- Remplir un grand bol de glace. Saupoudrez quelques cuillères à soupe de sel sur la glace.
- Soit vous faites refroidir une bouteille d’eau (avec une bouteille d’eau du robinet, pour référence) dans la glace salée, soit vous placez un verre d’eau purifiée dans le bol (avec un thermomètre, pour savoir quand elle est surfondue). Assurez-vous que le niveau de la glace est au-dessus du niveau du liquide dans le récipient.
- Pour un verre contenant seulement quelques cuillères à soupe d’eau, il ne faut qu’environ 15 minutes pour surfusionner le liquide. L’eau en bouteille prend plus de temps et il se peut que vous deviez remplir à nouveau la glace dans le bol si une trop grande quantité fond.
- Glacez l’eau surfondue en glace en la dérangeant ou en laissant tomber un petit morceau de glace dans l’eau.
Comment fonctionne la surfusion de l’eau
L’eau gèle normalement en glace à 0 °C ou 32 °F, mais elle peut être surfondue à des pressions ordinaires jusqu’à une température aussi basse que -48,3 °C ou -55 °F, tant qu’il n’y a pas de sites de nucléation pour soutenir la croissance des cristaux de glace. À l’extrémité inférieure de la plage de températures, l’eau surfondue est une eau vitreuse. En d’autres termes, c’est un solide amorphe, mais pas de la glace cristalline. Mais, juste en dessous du point de congélation, c’est encore un liquide.
Lorsque la température descend en dessous du point de congélation, l’eau surfondue ne cristallise pas en raison de la façon dont les molécules d’eau s’organisent lorsqu’elles sont refroidies. La glace normale est hexagonale (comme les cristaux de neige à six côtés), mais la liaison hydrogène donne à l’eau d’autres options. L’eau surfondue possède des molécules d’eau tétraédriques et des amas d’eau pentamériques. Ainsi, même si la glace hexagonale est plus stable que l’eau liquide, elle ne forme pas sa structure cristalline préférée à moins d’être perturbée parce que l’eau tétraédrique et pentamérique est « dans le chemin ». »
Supercooling vs Freezing Point Depression
Certaines personnes confondent supercooling et freezing point depression. Bien que les deux processus entraînent la congélation d’un liquide à une température inférieure au point de congélation normal, la surfusion implique une substance pure. La dépression du point de congélation se produit lorsque des particules dissoutes interrompent l’organisation des molécules de la phase liquide à la phase solide.
Exemples d’eau surfondue dans la nature
La surfusion de l’eau est un phénomène naturel. Elle se produit dans les cumulus et les stratus. Les avions emploient des systèmes de dégivrage parce que l’eau autrement surfondue se cristallise en glace lorsque les ailes la perturbent.
La pluie verglaçante est un autre exemple d’eau surfondue. Lorsque la pluie frappe une surface, elle se cristallise en glace.
Si vous avez aimé ce projet, un autre exemple amusant de surfusion est la glace chaude !
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