这可能是一个有点棘手的实验,但当它起作用时,它是非常棒的!将醋和小苏打混合制成“热冰”。警告:沸水涉及成人监督
你需要什么:
醋,小苏打,平底锅,水壶,碗
怎么做:
- 将4杯(1升)白醋放入平底锅中。然后慢慢加入3汤匙(60毫升)小苏打,不要让锅溢出来。
- 在炉子上加热平底锅,煮沸溶液。你要从混合物中除去大部分的水,直到溶液减少到100毫升左右。这可能需要一个小时左右。当一层薄薄的晶体膜开始在液体表面形成时,它就准备好了。如果这层膜开始形成,而你有太多的液体,加入额外的醋与多余的小苏打反应。
- 溶液一准备好,就把它倒进一个空罐子里,盖上盖子防止进一步蒸发,然后把它放在冰箱里冷却到室温或更低(这应该需要一个小时左右)。溶液应该是透明的,可能是黄色的。如果壶中有晶体,应在冷却前将其取出或溶解。搅拌或加一点额外的醋可以在溶液还热的时候帮助溶解晶体。
- 当平底锅冷却时,底部的残渣会结晶。刮掉晶体,把它们放在盘子或容器里备用。
- 把一块单晶放在盘子的底部。小心地拿起水壶,慢慢地倒在水晶上。溶液会自发结晶。如果你慢慢地,小心地倒,你可以做一个塔。
- 一旦溶液结晶,可以在微波炉中加热,最好是在一个有盖的容器中,以防止蒸发。然后液体可以冷却,你可以继续研究结晶。
安全
- 这个实验包括烧开水和使用炉子。需要成人监督。
- 所产生的物质醋酸钠是无毒的,尽管它不能食用,而且呈微碱性。不要把它弄到眼睛里。使用后请洗手和清洗设备。
故障排除
- 如果溶液保持液态,不结晶,它可能需要进一步煮沸。加一点额外的醋可能也有帮助,特别是当你加醋的时候它会嘶嘶作响(表明没有反应的小苏打)。
- 如果你有污泥,加入更多的醋来溶解它,然后再试着煮沸。
- 避免让任何灰尘进入你的溶液,因为当你冷却它时,它可能会导致自发结晶。
- 在尝试使用整个溶液之前,将一小部分溶液倒入勺子中,并在勺子中加入晶体,这可能有助于测试溶液。
背后的科学
醋是醋酸和水的混合物。小苏打也叫碳酸钠,是一种碱。当你把小苏打和醋混合在一起时,酸碱会发生反应,产生二氧化碳、水和醋酸钠。二氧化碳产生嘶嘶声和气泡,留下醋酸钠和水的混合物。
当你煮沸混合物时,你除去的是水,而不是醋酸钠,这会增加混合物中醋酸钠的浓度。
在这里,我们制作三水合乙酸钠(每一份乙酸钠有三份水),它在室温下喜欢形成固体晶体。晶体会溶解在水中,这就是为什么我们必须把多余的水都煮掉的原因。三水合乙酸钠在58摄氏度以上融化,这意味着它在高温下是液体。
如果你去掉所有的水,你会得到无水醋酸钠,它会形成白色粉末而不是晶体。有些可能是在煮锅的过程中在锅边形成的。
当你在冰箱里冷却三水合乙酸钠时,它仍然是液体,尽管它低于冰点。这种现象就是过冷。液体试图冻结,但每当微小的微观晶体自发形成时,它通常会在变大之前再次溶解。如果加入更大的晶体(或任何合适的干扰),这将为结晶埋下种子,并使整个溶液结晶。
当晶体形成时,摸起来是温暖的。这是因为结晶是放热的,这意味着它以热的形式释放能量。
三水合醋酸钠用于热敷。液态醋酸钠在冰箱里过冷。一个金属圆盘被推动使结晶,从而释放热量。然后,通过加热使醋酸钠融化,然后在冰箱中冷却,热包可以“充电”,热包可以重复使用。
回家科学活动。
-这个由FLEET博士候选人撰写的家庭科学活动伯纳德领域,蒙纳士
