【實驗材料包】
硼砂粉末、清水、碗、勺子、毛根條、剪刀、彩色卡紙、鉛筆、吸水紙
【操作步驟】
圣誕、元旦雙節(jié)將至,你為小伙伴們準備好新年禮物了嗎?本期我們將和大家一起制作彩虹結晶,相信這份精致又有科學范兒的創(chuàng)意手作定能幫你傳遞出心中濃濃的祝福。
第一步:取來顏色各異的毛根條,按彩虹色依次排好,并將其彎曲成半圓形,末端纏繞在一起。
第二步:試著將毛根條架在瓷碗邊緣,調整形狀和高度,使其能夠不碰到碗壁或碗底。
第三步:將開水煮沸,加入瓷碗中。(注意:請在家長的幫助下進行操作,以免燙傷。)
第四步:向碗中加入硼砂粉末,直到溶液達到飽和狀態(tài)。
第五步:像第二步那樣把干燥的毛根條架在瓷碗邊緣,使毛根條浸入硼砂溶液中,靜置保存1~2天。你也可以把瓷碗放入冰箱的保鮮層中,加速結晶的進程。
【結果觀察】
大約半天時間后,毛根條表面便開始出現微小的結晶體。最終,其表面凝結了大量固體,成為了一條條美麗的冰晶,然后就可以加裝飾了。
【原理解析】
當我們將硼砂投入熱水中后,固體顆粒會立即消融,原本緊密聚集在一起的硼砂分子也隨之散布開來,成為零散的個體,混入水分子的大部隊里。在實驗過程中,溶質數量不斷增多,溶液濃度也隨之逐步增大。待硼砂占據了水體中的全部空隙,一碗均勻的飽和溶液便呈現在我們面前。
事實上,物質溶解與否,一方面取決于物質本身的特性,另一方面,也與外界溫度有關。隨著溶液溫度的降低,硼砂的溶解度漸漸減小,多余的溶質分子受到排擠,陸續(xù)從液體中遷移出來。此時,粗糙的毛根條可以作為結晶的核心,吸納眾多游離的分子。析出物先是緊密結合,組成一個個相同的微小單元,然后再周期性地排列出整齊規(guī)則的幾何外觀,層層疊疊地堆積在毛絮表面。在此過程中,晶核如同“種子”發(fā)芽一般愈長愈大。最終,它們便凝結成了一條晶瑩剔透的彩虹。(責任編輯:白玉磊)