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為什么會(huì)結(jié)“冰”
取一個(gè)干凈的試管,注入半管冷水,加入含有結(jié)晶水的硫酸鈉晶體,用攪棒不斷地?cái)嚢,加到晶體不能再溶為止。然后再多加一些晶體,用熱水溫?zé)崾顾咳芙?溫度不得超過(guò)32.4度,因?yàn)楹畟(gè)結(jié)晶水的硫酸鈉在32.4度以上即脫水,變成無(wú)水硫酸鈉,無(wú)水硫酸鈉的溶解度隨著溫度的上升反而減少)。最后,用紙片將試管口蓋好(防止落入灰塵,影響實(shí)驗(yàn)效果),靜止冷卻。約一小時(shí)后,小心將紙片取走,用玻璃棒劇烈地摩擦試管壁,你就會(huì)看見(jiàn)液體中有“冰塊”析出來(lái)。
原來(lái)并不是試管里結(jié)了冰,而是析出了硫酸鈉晶體。為什么用玻璃棒摩擦試管壁就會(huì)析出晶體呢?因?yàn)榱蛩徕c在室溫下的水中,已經(jīng)溶解到不能再溶的程度了,也就是達(dá)到了飽和狀態(tài)。由于硫酸鈉在32度以下,溶解的數(shù)量隨著溫度的升高而增加,所以溫?zé)岷,未溶的那部分硫酸鈉也溶解了。它的濃度就比室溫時(shí)大,這種溶液叫“過(guò)飽和溶液”。過(guò)飽和溶液不如飽和溶液穩(wěn)定(處于介穩(wěn)定狀態(tài)),它極易析出溶質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)。因?yàn)檫@個(gè)試管中硫酸鈉的過(guò)飽和溶液,冷卻得慢又沒(méi)大的灰塵落入,更沒(méi)有同晶體存在,所以它沒(méi)有晶體析出。但,當(dāng)用玻璃棒摩擦試管壁時(shí),可以促進(jìn)晶核的形成,破壞溶液的過(guò)飽和狀態(tài),于是過(guò)量的硫酸鈉便迅速地形成結(jié)晶析出,試管內(nèi)就像氣溫驟然下降一樣,結(jié)了“冰”。
我國(guó)有些內(nèi)陸湖含有大量的碳酸鈉,就是我們通常說(shuō)的堿。在天冷時(shí),從湖中析出大量的堿晶體,這就是由于溫度降低使碳酸鈉溶解度也降低的緣故。利用這個(gè)原理,還可以進(jìn)行人工降雨,戰(zhàn)勝旱災(zāi)。
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