食鹽、漂白粉,廚房小道具能讓「紙樹」開花!
暑假前果醬教過大家「紙花開放」的小實驗,今天,在暑假的尾聲,我們來一起試試讓紙樹開花吧~
作者 / Noirin Lynch
翻譯 / 么一嗷
編輯 / 歐醬、果醬
實驗材料
硬紙板
托盤(可以足夠支撐「紙樹」,用來當做晶體生長的基地)
水
食鹽
漂白粉(固體粉末)
綠色彩筆(可選,作用是為了讓「紙樹」更美觀)
實驗步驟
1.首先需要手工製作一個「紙樹」。根據托盤的大小,在硬紙板上剪出兩片可以插在一起的「樹」的形狀(如圖),你也可以讓孩子們剪成任何自己喜歡的形狀。
2.如果想讓樹更加美觀,可以在紙板上塗上綠色~~
3.把100-200ml沸水(普通水杯半杯至一杯)、15g食鹽(普通礦泉水瓶蓋 x 6)和15g漂白粉(普通礦泉水瓶蓋 x 6)在托盤中混合均勻,製作成「晶體溶液」。
4.將「紙樹」放入托盤中,在前8個小時中,每隔1小時觀察並記錄「紙樹」的變化;之後每隔12小時觀察並記錄「紙樹」的變化,持續觀察3-5天。
注意:由於長出的晶體比較脆弱,一定確保不要晃動整個實驗裝置哦。
實驗結果
幾小時後,「紙樹」上會開始出現晶體,大約1天過後,「紙樹」上會掛滿更多的晶體,好像下雪了一樣!幾天過後,「紙樹」上的晶體越來越多,如果你想得到更多的晶體,那麼只需要向溶液中加入更多的食鹽即可~~~
「紙樹」開始慢慢長出晶體啦
晶體越來越多
實驗原理
首先,我們先來介紹幾個概念和原理。
懸濁液
懸濁液中的固體顆粒直徑大於100 nm,不溶於或部分溶於液體,處於一種「析出」的狀態。
毛細作用
液體的表面類似張緊的橡皮膜:如果液面是彎曲的,它就有變平的趨勢。因此凹液面對下面的液體施以拉力,凸液面對下面的液體施以壓力。浸潤液體在毛細管中的液面是凹形的,它對下面的液體施加拉力,使液體沿著管壁上升,當向上的拉力跟管內液柱所受的重力相等時,管內的液體停止上升,達到平衡。同樣的道理,當把紙板浸入水中時,紙板中存在的無數的小孔就相當於無數個「毛細管」,使得水可以沿著紙板「攀爬」。
毛細現象:越細的管,液面彎曲程度越大,水面上升越高
蒸發
水由液態或固態轉變成氣態,逸入大氣中的過程稱為蒸發。蒸發速度受到溫度、表面風速和液體表面積的影響。溫度越高、表面風速越大、液體表面積越大,蒸發速度越快。
蒸發過程:水分子從排列緊密的液態中進入空氣
結晶過程
溶液中的溶質以晶體的形式析出,這一過程叫結晶。結晶過程可分為晶核生成(成核)和晶體生長兩個階段,兩個階段的推動力都是溶液的過飽和度(溶液中溶質的濃度超過其飽和溶解度之值)。
紙樹開花的原理
在本實驗中,我們製作的「晶體溶液」就是一種懸濁液。食鹽溶於水,而漂白粉與沸水反應會產生不溶於水的碳酸鈣。當把「紙樹」放入這種懸濁液中的時候,液體會帶著其中的漂白粉顆粒以及食鹽離子通過「毛細作用」進入「紙樹」中,並直達「樹冠」。
直達樹冠的晶體
由於「紙樹」的表面積很大,因此會發生較快的蒸發過程,使「紙樹」上的水分子逐漸進入到空氣中。當水分子跑掉之後,「紙樹」上剩下的就是食鹽和漂白粉了。在蒸發過程中,食鹽以漂白粉顆粒為「核心」(結晶核),慢慢形成食鹽晶體,析出「紙樹」表面,從而發生「紙樹」上開出「雪花」的神奇現象。
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※鳥兒因為心情好,才會放聲歌唱?
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