徐海 公明
“照水冰如鑒,掃雪玉為塵?!碧拼娙岁惞蜒缘囊皇住渡骄印穼⒈┑慕^美姿態(tài)細(xì)膩地呈現(xiàn)在我們眼前。冰至潔至美,實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,水的凝固點為0℃,水所以在0℃時會由液態(tài)水變?yōu)楣虘B(tài)冰。那么在常溫下,能否見證點水成“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℃,用玻璃棒不停地攪拌,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
在這個實驗中,“點水成冰”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的情況下冷卻時,結(jié)晶作用往往不會發(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,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,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,它符合熱脹冷縮的特性,水在低于4℃時卻會熱縮冷脹,這是水非常重要也是很有價值的特性之一,這也是保障湖中生物存活的重點。當(dāng)水結(jié)成冰時,冰的密度小,能浮在水面上,這時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。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2021年12期