过年了!科普编辑亲手做宝石送亲友结果竟然做出这种东西……
新的一年,我们希望和你一起探索生活中的科学!我们将观察网络上讨论度高的视频或现象,看看这些“生活小妙招”是否有用,热门的食品是否好吃,或者去探索一些奇怪问题的答案……
这次不炸微波炉了,小编想着作为科学编辑,回老家的时候总要带点什么科学土特产给家里孩子。思来想去,最近水晶好像挺火的,那不如就做个美丽的蛋壳晶洞吧!
大多数情况下,固态溶质的溶解度会随着溶液温度的升高而增大,因此理论上溶液温度越高,溶解度越高,这时溶液中能溶解更多溶质。随着溶液温度降低,溶解度也降低,里面容纳不下的溶质就会析出,凝结为晶体。除了温度的影响,随着水分蒸发,晶体也会不断析出。
我们先准备了“蛋壳晶洞”的载体——蛋壳,这个过程可以说是一个手艺活,具体操作过程可以看下面的步骤!然后就开始制备溶液。
我们选择的溶质是食盐和绵白糖。首先烧了一壶开水,然后倒进纸杯里,接着向里面加入大量固体,直到新加入的固体不能继续溶解为止。(在这个步骤可以大胆加料,我们的容器是常见的纸杯,倒了大半杯热水,哐哐一顿往里倒盐和糖都能溶解掉!)最后向盐水中滴入了蓝色食用色素,向糖水中滴入了红色食用色素。
大家可以看到,小蓝已经成功吐出了一些晶体,虽然不是如我们所愿的那样晶体长在蛋壳内部,但好歹算是结晶成功了。但小红!它一点动静也没有,只有水慢慢减少,丝毫不见晶体析出。
为了方便观测,我们没有倒掉一开始装在杯子里的两杯溶液,随着温度降低和水分蒸发,它们应该已经到了过饱和状态,可以看到小蓝的杯子壁上挂着一些晶体,为什么小红迟迟不能结晶呢?
食盐是由氯化钠分子构成的,它们的结构很简单,就是一个氯离子和一个钠离子。简单来说,在形成晶核时,数个分子会通过较强的离子键结合在一起,相对容易一些。
而绵白糖的主要成分是蔗糖,它们的分子结构非常复杂,而且周围都是羟基,分子靠氢键相连,这种键比离子键弱。 当蔗糖分子结合在一起时,它们之间的相互作用会复杂得多,需要排列得恰到好处,才能形成稳固的晶核。
如果有朋友也想挑战做“蛋壳晶洞”,注意慎选白糖!尤其慎用绵白糖,因为绵白糖里加入了转化糖浆,这种物质的作用是防止糖结晶,让绵白糖质地更细、更绵密。
大家也可以试试小苏打、硫酸铜或者其他溶质,看看能结出什么样的晶体。泻盐(七水硫酸镁)也是很好的选择,它会形成针状的晶体,不加色素的话晶体是白色的,也会带有淡淡的黄色、绿色或粉色。蹲一个返图!
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