盐雕钟乳石

通过这个蒸发活动了解晶体

关键概念
晶体
饱和
蒸发
 
介绍
你知道你可以在家自己培养晶体吗? 你可以——而且很容易! 晶体具有确定的几何图案,如果一切顺利,你培养的晶体将具有清晰的轮廓,具有清晰的直角和大小不同的光滑表面。
 
背景
食盐由许多微小的晶体组成。 当你将这些盐晶体与水混合时,它们会溶解,失去其晶体形式。 当水蒸发时,盐晶体会再次形成。 晶体科学,或称晶体学,将像这样的晶体称为“立方体”。 这种形状取决于盐中单个原子堆积的方式,就像一堆橘子的形状取决于它们的堆叠方式一样。 你完成的盐晶体应该非常漂亮。 培养这些令人惊叹的晶体的关键是快速蒸发——以及一些细绳。
 
材料

  • 四分之一杯食盐

  • 一杯水

  • 大约三英尺的棉绳

  • 一个小平底锅(在处理热物体和使用炉灶时,请寻求成人的帮助。)

  • 用于搅拌热溶液的勺子

  • 杯子或小罐子(它的侧面至少要五英寸高,并且能够盛放沸水。)

  • 食用色素(可选)

  • 用于盛放杯子的托盘或盘子

  • 用于放置在物体下方的报纸或毛巾(可选)

准备工作


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  • 将绳子剪成六或七段,每段大约五英寸长,并在末端将它们绑在一起,使其看起来像一束绳花。

  • 将杯子或罐子放置在安全的位置,使其可以不受干扰地放置几天。 如果需要,请在容器下方使用报纸或毛巾以保护表面。

  步骤

  • 要制备盐溶液,请将水在平底锅中煮沸。

  • 加入大约四分之一的盐(可选:几滴食用色素)。 用勺子搅拌以帮助溶解。沸水的外观会发生什么变化?

  • 继续加入并搅拌盐,直到无法再溶解在水中为止。你在停止溶解之前添加了多少盐?你现在应该有一个“过饱和”的溶液。现在的溶液看起来像什么?你可能会注意到溶液表面形成一层盐晶体薄膜。

  • 关掉火,小心地将溶液倒入杯子中。

  • 小心地将绳子的打结端浸入溶液中,并均匀地排列绳子,使绳子的末端悬挂在杯子的边缘上方和周围。你认为绳子会起到什么作用?你注意到绳子开始吸收盐水溶液了吗?

  • 将容器放在不会被打扰的地方。

  • 等待并偶尔检查你的晶体。一小时后,一天后,两天后,你看到发生了什么?

  • 额外:一旦盐溶液蒸发到足以不再覆盖绳结,你可以重复上述步骤并制作一批新的盐溶液来添加。在接下来的一两天里会发生什么?

  • 额外:重复该活动,但这次使用不同长度的绳子,悬挂在不同的物体上——以不同的角度。这如何改变你的盐绳的生长方式?

  • 额外:尝试通过添加食用色素使你的晶体颜色不同。 用一种颜色制作第一批盐溶液。 等待晶体生长并且溶液蒸发。 现在用不同的颜色制作第二批。 将其添加到同一容器中,而无需移除绳子。当第二种颜色蒸发并形成晶体时会发生什么?

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观察和结果
当你在水中加盐时,晶体溶解,盐进入溶液。 但是你不能将无限量的盐溶解到固定体积的水中。 当尽可能多的盐溶解到溶液中时,该溶液为“饱和”溶液。

该饱和点在不同的温度下是不同的;温度越高,溶液中可以容纳的盐就越多。 当你煮一批盐水时,你会将盐和水煮到极高的温度,因此多余的盐仍留在溶液中。 但是当盐水开始冷却时,溶液中的盐比正常情况下要多。 因此,该溶液“过饱和”盐。

过饱和是一种不稳定的状态,盐分子将开始重新结晶成固体。 这从“结晶成核”位点开始——例如绳子的模糊端。 任何形式的搅拌或晃动也会导致过饱和盐开始结晶。

几天后,你应该能够看到你的绳子因结晶的盐而变粗了。 如果你在盐溶液蒸发到绳结以下时继续添加盐溶液,你应该能够长出长长的盐晶钟乳石。

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此活动与探索馆合作推出

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