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        點(diǎn)水成“冰”

        2021-01-03 04:47:55徐海公明
        關(guān)鍵詞:醋酸鈉玻璃棒瓷盤

        徐海 公明

        “照水冰如鑒,掃雪玉為塵?!碧拼?shī)人陳寡言的一首《山居》將冰雪的絕美姿態(tài)細(xì)膩地呈現(xiàn)在我們眼前。冰至潔至美,實(shí)際上它是水在特定條件下發(fā)生的形態(tài)轉(zhuǎn)變。

        我們知道,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的凝固點(diǎn)為0℃,水所以在0℃時(shí)會(huì)由液態(tài)水變?yōu)楣虘B(tài)冰。那么在常溫下,能否見證點(diǎn)水成“冰”的奇跡?

        魔術(shù)材料

        醋酸鈉、清水、燒杯、瓷盤、玻璃棒、天平、量筒、電磁加熱器。

        魔術(shù)步驟

        1.戴好防護(hù)手套和護(hù)目鏡,將所用燒杯、玻璃棒、瓷盤洗凈晾干。稱取50 g醋酸鈉,量取50 mL清水。

        2. 將醋酸鈉倒入燒杯中,加入50mL清水溶解。

        3.將溶液加熱至80℃,用玻璃棒不停地?cái)嚢?,讓醋酸鈉充分溶解。

        4. 將醋酸鈉溶液倒入瓷盤中,待溶液冷卻到室溫。

        5.用玻璃棒蘸取少量醋酸鈉,輕輕觸碰溶液。

        6.玻璃棒觸碰醋酸鈉溶液后,溶液迅速“結(jié)冰”,只要幾秒鐘,溶液全就變成固態(tài)“冰塊”了!

        “徐”徐道來

        在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,“點(diǎn)水成冰”現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于過飽和溶液的不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的。醋酸鈉的熱飽和溶液在不受擾動(dòng)的情況下冷卻時(shí),結(jié)晶作用往往不會(huì)發(fā)生,我們把這種溶液稱為過飽和溶液,是一種介穩(wěn)體系,本身雖然是不穩(wěn)定體系,但尚能存在。用玻璃棒引入溶質(zhì)時(shí),這些溶質(zhì)充當(dāng)了晶核的角色,即讓過飽和溶液可以析出過量的溶質(zhì),形成結(jié)晶,這便是“冰”的由來。

        科學(xué)大視野

        當(dāng)你在寒冷的冬天漫步于結(jié)冰的湖面周圍時(shí),你有沒有想過——為什么湖面結(jié)了厚厚的冰,但冰面下的魚卻游得自由自在呢?

        原來,這與水的反常特性有關(guān):當(dāng)水在4℃以上時(shí),它符合熱脹冷縮的特性,水在低于4℃時(shí)卻會(huì)熱縮冷脹,這是水非常重要也是很有價(jià)值的特性之一,這也是保障湖中生物存活的重點(diǎn)。當(dāng)水結(jié)成冰時(shí),冰的密度小,能浮在水面上,這時(shí)冰面下的溫度甚至還有可能比空氣的溫度更高。所以,冰面下的生物依然能在水中暢游。

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