点水成冰是什么原理

点水成冰是什么原理
点水成冰是什么原理

点水成冰是什么原理
费志泽
5．空中火炬
准备和操作：将30厘米长玻璃管一端吸成直径约2厘米小球,经制好的圆球玻璃管内装入5毫升着色的乙醚（用晶体碘或红色染料着色）,备用.
将装有乙醚的圆球玻璃管插入盛有50毫升水的烧杯中,管口向上并垂直固定在铁架台上.然后,往烧杯里徐徐地注入20毫升浓硫酸并不断搅拌,当管口开始有气体逸出时用火点燃之,明亮的火焰从远处看好似空中火炬.
注意：浓硫酸注入水中的操作必须谨慎小心,一定要用玻棒把浓硫酸沿着杯壁缓慢的注入,并不断搅拌.
原理：这是溶解热效应的实验,浓硫酸溶解在水里的时候,形成水合物的过程中放出的热量多于扩散过程中吸收的热量,所以能使溶液温度升高.圆球玻璃管内的乙醚（C2H5OC2H5）是一种有机溶剂,沸点很低（34.5℃）,又非常容易着火.当它受热时迅速使液面上升并沸腾,乙醚蒸汽在球管口遇火就燃烧并发出明亮的火焰.
6．人工制冰
准备和操作：先往烧杯内加入50～60克硝酸铵（NH4NO3）,再注入80毫升蒸镏水,用玻璃棒稍加搅动.迅速将盛有清水的圆柱形铅皮罐或铁皮罐置入杯内,杯口复盖三层清洁的原布.一刻钟后罐内的水已凝结成冰块.
注意：硝酸铵溶液应回收使用.
原理：这是溶解过程中的吸热现象.硝酸铵溶解在水里.由于扩散过程要吸收能量,会引起溶液的温度降低,致使罐内的水结成冰.通常把许多能降低温度的混合物称为致冷剂.温度降低的程度随溶解物质的种类不同以及数量的多少而异.例如：1份硝酸铵加1份水能产生－15℃的低温；5份硫氰化钾加4份水能产生－20℃的低温；4份氯化钙粉末加3份冰雪能产生－51℃的低温.
注：制得的冰块可用于“冰块燃烧”实验.
7．点水成冰
准备和操作：在250毫升烧杯中放入醋酸钠晶体（NaAc·3H2O）60克并注入蒸馏水40毫升,然后在水浴上加热至晶体全部溶解,再续数分钟,取出盛有溶液的烧杯,静置冷却到室温.
用玻棒伸入溶液内轻轻摩擦一下杯壁或搅动一下溶液或向溶液内投入一粒醋酸钠晶体作为“籽晶”,顿时溶液内会析出针状结晶,并迅速遍及整个烧杯底部,好象结成了“冰块”.
注意：溶液在冷却过程中,切勿受震动或粘上灰尘!醋酸钠回收!
原理：这是过饱和溶液不稳定性的实验.醋酸钠的热饱和溶液在不受扰动下冷却,结晶作用往往不会发生.这种溶液称为过饱和溶液,是一种介稳体系（不稳定体系,但尚能存在）.当搅动此溶液或加入溶质的“籽晶”,即能析出过量溶质的结晶.
附：如用硝酸钠、硫酸钠晶体（NaSO4·10H2O）可进行同样的实验.直接用硫代硫酸钠（俗称海波：Na2S2O3·5H2O）小心加热,利用其结晶水溶解制成过饱和溶液,实验现象更明显.
8．一杯数色
准备和操作：
二色杯：在高型烧杯（或量杯、量筒、试管）中先注入2/5容积的四氯化碳（CCl4）,然后小心地沿着器壁加入2/5容积的水（预先滴数滴浓氨水）,这时可以看到杯里的液体分液两层,比较重的四氯化碳沉在下面.
取数粒碘片和少量硫酸铜（俗称胆矾CuSO4·5H2O）的粉末同时投入杯中,就会出现下层紫红、上层淡蓝的二色杯,颜色很鲜艳.
三色杯：在杯中依次小心注入等体积的四氯化碳、水（预先滴加碘化钾KI溶液）和异戊醇（或乙醚）使成三层液体.
往杯中投入数粒碘片,就会出现,下层紫红,中层黄色,上层棕色的三色杯.如依次注入二硫化碳（CS2）、水（滴水氨水）和乙醚,投入碘片和硫酸铜粉末,杯中就会出现下层深紫,中层淡蓝,上层黄褐三种颜色.
注意：二硫化碳和乙醚易挥发,它们的蒸汽易燃,严防着火.
四色杯：在杯中依次小心注入等体积的浓硫酸、四氯化碳、稀氨水和异戊醇,使成四层液体：向杯中同时投入碘片和硫酸铜粉末,就会出现下层黄色、中层紫红、上层蓝色、最上层棕色的四色杯.
原理：这是物质溶解性的实验.同一物质在不同的溶剂里因溶解性不同而出现各种颜色.溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质有关,例如：碘容易溶解在某些有机溶剂中,在四氯化碳中——呈紫红色、异戊醇——呈棕色.乙醚——呈黄褐色,二硫化碳——深紫色,但是难溶解在水里.而硫酸铜容易溶解在水中——呈淡蓝色,却很难溶解在有机溶剂中.有一条应用范围很广的经验规律是：物质在跟它结构相似的溶剂里容易溶解——“相似者相溶”原则.碘是非极性物质,容易溶解在弱极性或非极性的溶剂——如上述有机溶剂里；硫酸铜是强极性物质,容易溶解在强极性溶剂——水里.这一原则不仅可应用于固－液之间,也能应用于液－液之间,实验中所用各种溶剂由于互不相溶且比重不同而使液体分层.
硫酸铜在稀氨水中呈蓝色,是由于形成铜氨络离子 [Cu(NH3)4]2－的缘故.
碘（I2）在碘化钾水溶液中呈黄色,是因为形成了I3－离子,而增加了碘在水中的溶解度.