点水成冰实验怎么做(乙酸钠点水成冰实验)
编辑 | 小言
孩子们应该都看过动画片《冰雪奇缘》。里面的艾莎女王天生魔力,她双手所到之处,尽化作美丽的冰雕雪景。
这样的魔法,孩子们也能学会。今天,我们就一起来学习如何瞬间“点水成冰”。
准备材料
白醋、小苏打、水、加热锅
实验步骤
在加热锅中加入440克小苏打,0.5升白醋,静置一小时
一小时后,在析出的粉末中加入0.1升水
将加热锅放到炉火上,慢火加热,直至所有固体溶解在水中(锅底可能残留少量白色粉末)
将清澈的液体倒入玻璃容器,静置在室温下,直到完全冷却
此时,拿一根筷子蘸取加热锅内残余的少量粉末,然后插入杯中。
可以看见,清澈的水渐渐开始结冰。
科学原理
醋酸钠
小苏打和白醋相遇发生反应,生成醋酸钠和二氧化碳。因此,当我们将白醋和小苏打混合时,加热锅中会出现明显气泡。
过饱和现象
我们在生成的醋酸钠中加入一定量的水(配比大概为130g醋酸钠/100g水),加热至沸腾,会形成醋酸钠过饱和溶液。
将可溶解的成分(食盐、糖等)不断加入水中,到一定量,这些成分就不再溶于水。水好像吃饱了,不想继续进食。这种情况下的液体,称为饱和溶液。
而有些物质,在一定温度和压力下,尽管已经达到饱和状态,水质依然清澈,没有吐出的粉末,这种情况下形成的溶液为过饱和溶液。
过饱和溶液之所以不会像食盐和糖那样,因为过量而沉在杯底,是因为这些物质缺少能把他们聚集起来的晶核。
但过饱和溶液非常不稳定,当我们人为地向其中加入一点晶体,他们就迅速凝结在一起,形成了结冰现象。
“结冰”时醋酸钠会释放热量,因此用手触摸杯壁会感受到杯子发烫,形成的是“热冰”。“热冰”的温度大致在41℃左右。
今日拓展
近年来,市场上出现了一种不用充电的循环热宝。外观为一个半透明塑料袋,内部装有液体和一个小铁片,掰一下就能发热。
这种热宝内部装的就是过饱和溶液,具体成分不明。掰动铁片是通过摩擦触动过饱和溶液不稳定的状态,使溶液在金属表面“结冰”放热。热宝会瞬间释放50℃左右的热量,并持续2小时左右。
注意事项
- 化学反应放热,请勿让孩子用手接触器皿
- 为确保安全,请勿模仿视频,将手放入溶液
- 加热锅保持干净,最好用蒸馏水清洗
- 加热溶液过程小心烫伤
- 家长需全程陪同,不建议4岁以下儿童尝试本实验
免责声明:实验有风险,操作需谨慎,所有实验请在家长陪同下完成。如因实验原因导致人员受伤,与本公众号无关。
结语
这个实验非常挑战耐心和精准度,一点差池,就会导致实验失败。希望大家都能一次成功,和孩子一起亲眼见证这神奇的现象。其实化学很有趣~