2012年10月22日 星期一

醋酸鈉過飽和結晶and暖暖包

引自魔幻化境http://case.ntu.edu.tw/magichem/blog/?p=965。
MAGICHEM魔幻化境Youtube上提供600多部教學影片,對於科學園遊會或實驗教學指導都很有幫助。

http://blog.ncue.edu.tw/yangsp/doc/26874中學化學示範實驗(含學習單)



 過飽和溶液特性:對溶解需吸熱的物質而言,可透過加熱方式以提高溶解度。一旦溫度降回至室溫,過量的溶質便會變回晶體析出,不再溶於水中。但是有些物質,就算降回室溫,過量的溶質仍溶解於溶劑中,超過了溶解上限,形成過飽和溶液。醋酸鈉這種鹽類在水中溶解度非常好,當把醋酸鈉溶解進水中之後,使得醋酸鈉的濃度在水溶液中達到飽和,醋酸鈉鹽類就會重新結晶,但是醋酸鈉這種鹽類的結晶有個特性,就是它的晶體內帶有結晶水,所以,當今天加入大量的醋酸鈉之後,醋酸鈉不斷的結晶結晶結晶,水分子就會不斷的被結晶的醋酸鈉帶出來,使得最後我們的水杯中只剩下乾乾的含水醋酸鈉結晶。

·        結晶作用:1.震動能量(或自製金屬片),讓溶液中的醋酸根離子與鈉離子有更多機會觸碰在一起且有足夠能量可以結晶析出(介穩態→產生微晶)。在結晶析出的過程中,原本溶液中的水分形成結晶水,所以並沒有消失不見。2.晶種提供晶格排列,讓過飽和溶液依此規律結晶。
·        製作:溫度60-80度,過飽和溶液醋酸鈉(含三個結晶水)超過150克及約10克的蒸餾水(使用80%的重量百分率,效果聽說也很好,而且比較穩定,不會瞬間析出!我認為比較適合學生),配製完成後需將未溶解的醋酸鈉除去,再慢慢將溶液冷卻避免結晶析出。
·        演示:在桌上放一小顆醋酸鈉晶種(以糖當晶種不可),將冷卻的醋酸鈉過飽和溶液慢慢倒在晶種上,瞬間所有醋酸鈉晶體析出形成小山狀,可以互相比賽看誰的技巧較佳。



探究過程:
1.攪拌紙杯內過飽和溶液成透明狀,拿出冷卻,記得蓋助杯口,why?。
    探究:(1)有蓋vs不蓋?     (2)急速冷卻與室溫漸漸冷卻?   (3)裝瓶時機呢?(when how?)
2.溫度計約70-80度(學生安全考量,大人除外)
3.濃度的調配比: 過飽和溶液濃度70%~90%各自結晶效果如何?

4.作造型...



簡易裝製圖