滴水成冰实验步骤
滴水成冰的实验需要水和乙酸钠来完成。
实验步骤是:将水和乙酸钠按1:1.3的比例放入烧杯中,将烧杯放入热水中,保持水温在60度,并用搅拌棒溶解烧杯中的晶体。
将配制好的溶液倒入另一个干净的玻璃杯中,盖上盖子,防止杂质落入溶液中,然后放入阴凉处,使溶液温度恢复到正常温度。
滴水成冰的实验原理是乙酸钠在水中的溶解度随温度的升高而增加。随着溶液浓度的增加,凝固点降低,反之则升高。
接近沸点时,这杯乙酸钠溶液是不饱和的。在冰箱中冷冻后,温度下降到远低于0℃,但尚未达到可以冷冻这杯溶液的低温,乙酸钠的溶解度降低。
此时,这杯溶液过饱和且不结晶,因为没有晶种或其他方式来打破原本状态。当手指接触状态时,大量乙酸钠将结晶并沉淀成固相。
此时,液相中乙酸钠的浓度降低,导致溶液的冰点升高,这杯溶液的温度低于此冰点,因此凝固。滴水成冰的实验实验现象:滴管滴落的液体一接触到乙酸钠晶体,滴落的乙酸钠溶液就迅速变成固体并在乙酸钠晶体上凝结。
随着乙酸钠的不断滴入,这种白色固体越来越多地积聚起来,形成了一种令人震惊的效果,即将水滴入冰中。乙酸钠就是一种过饱和溶液。
过饱和溶液是很不稳定的,当往溶液中加入一小块溶质晶体或者轻微震动,都能引起过饱和溶液中溶质的结晶。
制备方法:由醋酸钙与纯碱进行复分解反应,变为醋酸钠,将反应液浓缩至26°Be,加活性炭脱色,然后进行冷却结晶,离心分离即得成品。当需获得无水醋酸钠时,将结晶醋酸钠再重新熔化,真空吸滤,将母液结晶放在不锈钢槽中冷却,然后再离心、吸滤、甩干后,用电加热法使晶体脱水,干燥,即得无水品。也可用醋酸和苛性钠直接反应生成醋酸钠
。乙酸钠的过饱和现象用品:烧杯、玻棒、酒精灯、滤纸、平底烧瓶、石棉网。醋酸钠晶体、硫代硫酸钠晶体、蒸馏水
。步骤:①醋酸钠过饱和溶液的制备:500
毫升烧杯中加入250
克未潮解的醋酸钠晶体(CH3COONa·3H2O)和150
毫升蒸馏水,用微火加热,不断搅拌,使其完全溶解。趁热将溶液过滤到500
毫升洁净并干燥的平底烧瓶中(注意!不能把溶液滴在烧瓶颈部)。静置冷却后,用洁净的橡皮塞将瓶口盖严。②硫代硫酸钠过饱和溶液的制备250
克硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)置于干燥洁净的平底烧瓶中,用水浴加热,使其溶于结晶水中。静置冷却,用洁净橡皮塞将瓶口盖严备用
。操作:向瓶中投入同种溶质的小晶体,使晶体迅速布满整个烧瓶
。注意事项:①醋酸钠晶体容易吸潮,药品量可适当增加。②尘土亦能使过饱和溶液结晶,所以平底烧瓶要洁净,瓶口要盖严。③晶种要细小,晶形要好,这样晶体生长缓慢,现象清晰。实验目的:认识过饱和溶液及过饱和溶液不如饱和溶液稳定。在打造趣味化学教材的影片《疯狂化学1.5》中就会有醋酸钠过饱和溶液结晶这一实验,被形象的比喻为“擎天柱
”
。
1、在一支试管里加入少量(1到2ml即可)乙酸溶液
2、向试管中滴入紫色石蕊试液
3、观察现象,如果变红,就能证明乙酸溶液显酸性。
原理——石蕊是一种有机弱酸,在酸碱溶液的不同作用下,可发生共轭结构的改变而变色,因而可用作酸碱指示剂。遇到酸时(
PH≤4.5)变红,遇到碱时(
PH>8.3)变蓝。在4.5<PH≤8.3时不变色,仍然为紫色。而浓度为1mol/L的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的pH为2.4,远远超过了使石蕊变红的限度。即使稀释为0.1mol/L,其pH也在3左右,还是可以使石蕊变红的。