La polarité unique de l'eau (deux atomes d'hydrogène liés à un atome d'oxygène plus grand et chargé négativement) crée un dipôle net qui lui permet de former des liaisons hydrogène avec elle-même et avec des molécules de soluté.
Lorsqu'un soluté tel que du sucre ou du sel est ajouté, des molécules d'eau entourent les particules de soluté et les séparent. À mesure que davantage de soluté est ajouté, l’eau finit par atteindre un point où tous les sites disponibles sont occupés ; à ce moment la solution est saturée.
Pour dépasser le point de saturation, chauffez le solvant jusqu'à ce qu'il soit proche de sa température d'ébullition. L'énergie cinétique accrue élargit les espaces entre les molécules d'eau, permettant à un soluté supplémentaire de se dissoudre. Continuez à ajouter le soluté tout en remuant jusqu'à ce qu'il ne se dissolve plus, même si le point de saturation a été dépassé.
Retirez du feu et laissez la solution refroidir lentement. Le soluté en excès reste dissous pendant une courte période, formant une solution métastable et sursaturée qui est très sujette à la cristallisation lorsqu'elle est perturbée.
Une démonstration classique utilise de l'acétate de sodium. Une solution sursaturée d'acétate de sodium peut être déclenchée pour cristalliser instantanément en introduisant un seul germe cristallin, produisant de la « glace chaude » – des cristaux semblables à de la glace qui libèrent simultanément de la chaleur.
De même, une solution sucrée chaude peut être refroidie pendant qu’une ficelle ou une aiguille y est suspendue. Au fil du temps, les molécules de sucre s’accumulent à la surface, formant un gros cristal comestible, communément appelé sucre candi. Profitez-en de manière responsable et n'oubliez pas de maintenir une bonne hygiène dentaire, car une consommation excessive de sucre peut entraîner des caries.