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当晶体好像从一杯水中凭空出现时,看起来非常神奇。实际上,它们是由已经溶解在水中的物质形成。你可以进行自己的盐晶体实验,了解其中的原理。

方法 1
方法 1 的 3:

制作简单的盐晶体

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  1. How.com.vn 中文: Step 1 用平底锅把水烧热。
    只需要一点点水,大约120毫升。将水烧热直到开始冒泡泡。
    • 小孩可以让大人帮忙把水烧热。
    • 蒸馏水效果最好,用自来水也可以。[1]
    • 水杯加热后,它的分子活动会加速。
  2. How.com.vn 中文: Step 2 选择盐。
    盐的种类很多,每一种都会生成不同形状的晶体。尝试以下的一些盐,看看会发生什么:
    • 食盐要几天才能生成晶体。加碘盐效果也不好,但仍可以形成晶体。[2]
    • 泻盐会生成比较小的针状晶体,但晶体生成的速度比食盐更快。这种盐可以在药房买到。
    • 明矾生成晶体的速度非常快,有时几个小时就出现可见的晶体。[3] 在杂货店的调料货架可以找到。
  3. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    停止对平底锅加热。倒入大约60-120毫升盐,并搅拌直到水变清澈。如果水中再也看不见盐粒,再拌入一汤匙盐。继续拌入更多的盐,直到搅拌时盐粒不再溶解。
    • 这时,水变成了过饱和溶液,也就是溶液(液体)中的盐已经超过水的溶解能力。当你加热溶液(水)时,它的分子运动加速,从而在分子之间形成更多空间,让比平时更多的溶质(盐)被吸收。
  4. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    小心地将热水倒入一个广口瓶或其它耐热的透明容器。容器应该干净,不能有干扰晶体生长的任何东西。
    • 倒入时要缓慢,并在盐粒即将掉入广口瓶时停下来。如果广口瓶中有未溶解的盐粒,晶体可能会长在这些盐粒四周,而不是细绳上。
    • 由于过饱和溶液非常不稳定,一旦受到干扰,盐会从溶液中析出来。这意味着它会开始形成晶体,从而带走溶液中的热量。[4]
  5. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    加几滴食用色素能改变晶体的颜色。它也能使晶体变得更小或更粗糙,但通常影响不大。
  6. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    铅笔要足够长,能够横放在广口瓶瓶口。你也可以用棒冰棍或小木棍代替铅笔。
    • 细绳上微小的凹槽和粗边为盐的附着和生长提供了空间。[5] 不能用鱼线,因为它太光滑了。
  7. How.com.vn 中文: Step 7 将细绳剪短至合适的尺寸,以便垂入水中。
    细绳只有水面以下的部分才会有晶体生长。剪短细绳时,要注意别让细绳触碰到广口瓶底部,否则生成的晶体可能会很粗糙,并且很小。
  8. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    细绳应该悬挂在广口瓶里面,延伸到水中。如果铅笔会动来动去,可以用胶带把它固定到广口瓶上。
    • 尽量不要让细绳触碰到瓶子侧面。否则靠近这一侧生成的晶体会更小、更粗糙。
  9. How.com.vn 中文: Step 9 将广口瓶转移到一个安全的地点。
    将容器放置在动物和小孩触碰不到的地方。下面有一些小诀窍:
    • 如果要快速生成团状晶体,可以把广口瓶放在太阳下晒,并且(或者)在旁边放一台风扇用低档风吹。这样晶体可能在尺寸很小时就会停止生长。
    • 如果想要获得单个的大晶体,而不是团状晶体,可以把广口瓶放在阴凉的地方。[6] 在瓶子下面放一个泡沫塑料垫或类似材料,以吸收震动。[7] 虽然最终得到的晶体仍可能是团状的,但其中单个晶体的尺寸更大。
    • 泻盐(和一些不常见的盐)在冰箱中生长的速度要比在太阳光下更快。
  10. How.com.vn 中文: Step 10 等待晶体形成。
    定期回来查看细绳上是否已经有盐晶体生成。泻盐或明矾晶体可能在数小时内开始生长,但也可能要一两天。食盐通常需要一到两天才开始生成晶体,有时需要多达一周时间。当看到细绳上有小的晶体后,这些晶体在接下来两周一般会越长越大。
    • 当水变凉时,它含有的盐要比冷水能够溶解的多出很多。这会使它变得非常不稳定,因此溶解的盐将从水中析出,只要有微小的推动力,就会附着到细绳上。[8] 随着水的蒸发,盐留下来,使它变得更加不稳定,并促进晶体的生成。
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方法 2
方法 2 的 3:

生成单个的大晶体

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  1. How.com.vn 中文: Step 1 生成满满一杯盐晶体。
    按照制作简单晶体的操作说明,但是使用蒸馏水,并且不使用细绳或铅笔。把盐水放在容器中。接下来几天,容器的底部将会生成一层小晶体。
    • 用一个宽而浅的平底容器代替广口瓶。这样更容易生成不与其它晶体融为一体的单个晶体。[9]
    • 这种方法用泻盐效果不好。不妨尝试使用明矾或食盐,或者查看部分3的各种变化来获得更多创意点子。
  2. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    有晶体生成后,将液体倒出并查看晶体。用小镊子把晶体取出来检查。选择一个作为“晶种”,它将成为晶体的生长核心,形成更大的晶体。找到符合以下描述的晶体(按重要性顺序排列):[10]
    • 选择没有与其它晶体接触的单个晶体。
    • 选择表面平整、边缘笔直的晶体。
    • 选择大晶体(至少达到豌豆大小)。[11]
    • 最好找出几个晶体,并按照下述方法将每一个晶体单独放到一个广口瓶中。晶体可能会溶解或不再生长,所以多准备几个是非常重要的。
  3. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    用强力胶将线粘到晶体的一面,或把线系到晶体上。
    • 不要使用细绳或粗线。我们需要光滑的表面,这样晶体才不会长在细绳上,而是长在晶体上。
  4. How.com.vn 中文: Step 4 制作新的溶液。
    选择蒸馏水和相同类型的盐。这次只需将水稍微加热到室温以上。将盐拌入水中,形成刚好饱和的溶液。非饱和溶液可能会使晶体溶解,而过度饱和的溶液将使盐粒覆盖到晶体上,导致生成团状物质。[12]
    • 解决这个问题还有一些更快的方法,但难度更大,并且可能需要一些化学知识。[13]
  5. How.com.vn 中文: Step 5 将晶体和溶液加入到一个干净的容器。
    先将广口瓶清洗干净,然后用蒸馏水彻底冲洗。将新的溶液倒入广口瓶,然后把晶体悬挂在瓶子中心。按以下方式保存:
    • 将广口瓶放到阴凉黑暗的地方,比如矮橱柜中。
    • 在瓶子下面垫一块泡沫塑料垫或其它材料,以吸收震动。
    • 用一张咖啡滤纸、纸或薄布盖住瓶口,防止灰尘进入。不可使用不透气的密封材料。
  6. How.com.vn 中文: Step 6 定期检查晶体。
    此时,晶体的生长速度将会变慢,因为需要蒸发一点水,才能让盐粒附着到晶体上。当所有条件都具备后,晶体在生长过程将保持外形不变。你可以随时把它取出来,但多数人都希望让晶体生长几个星期。
    • 大约每两个星期,将溶液倒在咖啡滤纸上,过滤掉杂质。[14]
    • 这个过程难度较大。即使有经验的晶体培育者,有时也会不小心让晶体溶解或成为团状。如果你有一个完美的晶种,最好还是先用差一点的晶种进行试验,以确保溶液能够成功生成想要的晶体。
  7. How.com.vn 中文: Watermark How.com.vn to 制作盐晶体
    当晶体足够大时,将它从溶液中取出并晾干。在晶体所有表面都刷上一层无色指甲油,防止晶体经过一定时间后被侵蚀。[15]
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方法 3
方法 3 的 3:

尝试不同的变化

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  1. How.com.vn 中文: Step 1 尝试不同的物质。
    很多物质都可以利用上述方法形成结晶。很多材料可以在化学品商店买到。以下是一些可选方案:
    • 硼砂,用来生成白色或染色晶体
    • 硫酸铜,用来生成蓝色晶体[16]
    • 铬矾,用来生成紫色晶体[17]
    • 单水醋酸铜,用来生成色泽很深的蓝绿色晶体[18]
    • 警告: 这些化学品在吸入、吞入或直接用手接触时可能对人体有害。务必阅读标签上的安全说明,儿童不能在没有成人监督下操作这些化学品。
  2. How.com.vn 中文: Step 2 制作雪花。
    将几根烟斗通条或粗线系在一起,形成一个星形。将它们放入盐溶液中,然后就等着星形被小晶体覆盖,形成一片闪闪发亮的雪花。[19]
  3. How.com.vn 中文: Step 3 制作一个晶体花园。
    与其制作单个晶体,为什么不制作满满一杯晶体呢?先制作好盐溶液,然后将溶液倒在容器中的小块海绵或木炭球上。加入少量白醋,并搅拌均匀,一夜之后就会有晶体生成。[20]
    • 倒入的溶液要使海绵吸收饱和,但又不能淹没海绵。
    • 给每块海绵滴一滴食用色素,制作不同颜色的晶体。
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小提示

  • 水中的灰尘可能使生成的晶体更小或更粗糙。可用一片滤网或纸巾盖住瓶口,防止灰尘掉入。它们仍允许水蒸发,从而加快晶体生长。
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警告

  • 触摸泻盐或明矾后要洗手。泻盐或明矾一般来说是安全的,但可能会刺激皮肤。不可食用泻盐或明矾。[21]
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你需要准备

  • 广口瓶
  • (建议采用蒸馏水或去离子水)
  • 食盐、泻盐或明矾
  • 细绳
  • 铅笔
  • 食用色素(可选)
  • 平底锅
  • 搅拌勺

关于本How.com.vn

How.com.vn 中文: Meredith Juncker, PhD
共同创作者是 :
科学研究员
这篇文章的共同创作者是 Meredith Juncker, PhD. Meredith Juncker是美国路易斯安那州立大学健康科学中心的生物化学与分子生物学博士研究生。蛋白质与神经退行性疾病是她主攻的研究方向。 这篇文章已经被读过93,242次。
分类: 科学技术
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