中国有个成语叫水滴石穿,意思是说水朝着石头上的同一个地方滴水,时间长了,水也能能把石头滴穿。这个成语经常用来比喻做事情一定要持之以恒,只要坚持不懈做好一件事,事情终究会成功。“水滴石穿,绳锯木断”常为连用,作为警世恒言,沿传至今。
水究竟要多长时间才能把石头滴穿,咱暂且不论,但有一种现象却与“水滴石穿”反其道而行之,水滴下来非但不会因重力将受力物体击打变形,反而以固体形式在受力体上越积越多,就像人工造出的雪山一样神奇。
到底是一种什么样的水,竟能如此神奇?背后又隐藏了怎样的科学原理?带着这些问题,我们通过今天的科学实验一探究竟吧!
#不可食用本实验产物#
03:00在实验开始前,我们需要先准备以下材料及器具。它们分别是:带结晶水的醋酸钠晶体10克、滴管1个、镊子1个、玻璃杯2个、开水及凉水各ml。
特别说明:如果没有带结晶水的醋酸钠晶体,可以将无水醋酸钠10g溶解在10ml开水中,配置成饱和溶液,再将其冷却成过饱和溶液。
材料准备好后,先将装有醋酸钠晶体的密封袋放入玻璃杯中,并务必确保密封袋密封完好不漏水。
接着,往玻璃杯中倒入大半杯开水,并用镊子夹住密封袋轻轻晃动,使密封袋中的醋酸钠晶体完全融化成液体。
需要特别注意的是,一定要让整个密封袋完全没入开水中,并且确保整个密封袋里的醋酸钠晶体完全溶解。另外,由于使用到开水,这个步骤请大人陪同监护或代为操作,避免烫伤。
然后,将玻璃杯中的水换成凉水,再将已经融化的醋酸钠密封袋放入杯中冷却至常温后再夹出。本步骤动作一定要轻缓,否则会导致实验不成功。
接下来,往倒扣的玻璃杯底(或桌面等地方)撒几粒醋酸钠晶体。
最后,用滴管吸取密封袋中已冷却的醋酸钠溶液,滴在醋酸钠晶体上,注意观察实验现象。此时,一定确保滴管口不与醋酸钠晶体或结晶物接触,否则实验不成功。
通过上面的实践我们发现,尽管从滴管里滴出的是液体,但是一碰到醋酸钠晶体后,滴下来的醋酸钠溶液迅速变成固体凝结在醋酸钠晶体上。随着醋酸钠溶液的不断滴加,这种白色的固体越积越多,形成滴水成山的震撼效果。真是太奇妙了!
醋酸钠溶液接触到醋酸钠晶体后为何能够迅速凝固呢?原来,在一定的温度和压力下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度,而溶质仍不析出的现象叫做过饱和现象,此时的溶液叫做过饱和溶液。过饱和溶液是很不稳定的,当往溶液中加入一小块溶质晶体或者轻微震动,都能引起过饱和溶液中溶质的结晶。过饱和溶液能存在的原因,是由于溶质不容易在溶液中形成结晶核心。
在本实验中,带有结晶水的醋酸钠晶体受热后,晶体里的水重新释放出来,把原来的结晶醋酸钠溶解成饱和溶液,将其冷却后成为过饱和溶液,只要轻微晃动或者遇到醋酸钠晶体,就会重新结晶,并释放出一定的热量。
暖手袋。图片来源于网络乙酸钠一般以带有三个结晶水的三水合乙酸钠形式存在。三水合乙酸钠为无色透明或白色颗粒结晶,在空气中可被风化,可燃。℃时失去结晶水。人们根据醋酸钠过饱和溶液的特性,研制出了冬天取暖用的暖手袋,暖手袋里的溶液就是醋酸钠过饱和溶液,而且能反复加热,十分方便。此外,醋酸钠在食品、医药、化工、印染等领域都有着广泛的应用。
科学奶爸要给大家提问了
如果将醋酸钠晶体换成食盐可以吗?底部留言讨论哦~
今天的小实验就到这里吧,欢迎大小朋友们在家积极动手实践,开展科学探究活动,培养孩子科学素养!
温馨提示:实验产物不得食用,使用开水谨防烫伤,请在大人陪同监护下操作本实验。
部分文字图片素材整理自网络,特此鸣谢。