学习溶液和温度的化学知识，做出漂亮的小晶体！
关键概念
化学
溶解度
饱和
晶体
纯化
前言
有没有好奇过晶体是怎么产生的？晶体有许多种不同的形态和大小，并且一般来说，晶体越是纯净，尺寸就越大。你可以通过这个小活动比较化合物在不同温度下结晶的不同大小和形状。硼砂是一种中药房里就能买到的常见矿物，要做出个头大品质纯的晶体，一点硼砂、再加一点水就足够了！
背景
在我们周围，时时刻刻都发生着化学反应。我们的身体也是一样。举个例子，金属生锈就是化学反应的结果（金属里的铁和空气或水中的氧气相互作用，反应的产物就是锈）。化学家为了将一种化合物变成另一种，操纵各种化学反应的发生。有时反应的产物不止一种，化学家便要把一种成分与另外的杂质分离开来，他们采用的一种方法叫做"重结晶"，首先将混合的产物溶解，然后慢慢降低溶液的温度。在降温的过程中，溶液中的不同物质会按顺序析出结晶，依次将结晶移出混合溶液的体系，就能得到纯净的化合物单品。
为什么降低溶液的温度就能产生结晶？这和化合物的溶解度有关。溶解度，指的是一种物质在另一种溶剂中所能溶解的最大量。硼砂能够在水中溶解，但一定量的水中只能溶解一定量的硼砂，这个量就是溶解度。大部分固体化合物的溶解度随着温度升高而增大，也就是说，热水能够溶解的硼砂比冷水要多。如果逐渐降低热饱和硼砂溶液的温度，硼砂在溶液里会越来越待不住，于是便从溶液里析出，形成晶体。
材料
大碗
冰块
水
线
剪刀
两支铅笔
两只一模一样的罐子或大玻璃杯
锅
硼砂（不要接触皮肤和眼睛，也别吸进鼻子和嘴巴里去）
汤匙
保鲜膜
准备工作
1.大碗里装大概3/4的冰块
2.剪两段绳子。绳子的一头拴在铅笔中段，铅笔横放在罐口或玻璃杯口，调整绳子的长度，使得绳子的另一端刚好到达容器的底部。两条绳子调到一样长。
4.吸入、吞咽或用眼睛接触硼砂会伤害身体；在极少的情况下，皮肤接触硼砂会引起疹子。所以，小朋友操作的时候最好有大人在场。
步骤
锅里加入大概能盛满两只罐子的水量，在炉子上煮开后立即关火（最好不要用沸水溶解硼砂，以防吸入硼砂或者接触到眼睛）。
2.加入一汤匙硼砂，搅拌溶解后继续一勺一勺地添加，直到再也溶解不下为止。每杯水大概能够溶解3勺硼砂。溶液饱和以后的样子有没有什么特别之处？
3.将饱和的硼砂溶液平均灌倒两个罐子里，每只罐子装3/4就够了。
4.缠了线的铅笔横搭在罐子开口，线垂到罐子里面去。
5.用保鲜膜将罐口封住
6.一只罐子在桌面上静置不动，另一只罐子放进盛有冰块的大碗里。如果需要，可以调整大碗里的水位，使其没过罐子3/4，但冰水又不会浸进罐子。
7.两只罐子就这么放上五个钟头，如果中途有冰块化掉，需要继续补充冰块以保持低温。
8.每过一个钟头看一看罐子里的溶液，观察晶体的形成情况。浸在大碗里的那只罐子观察起来可能要困难一些，试试透过保鲜膜从罐子开口往下看。线的上面是不是附着了结晶？罐子的壁上有没有晶体形成？两只罐子里的溶液里结晶的速度是否一样？
9.五小时之后，小心提起铅笔和绳子，观察绳子上的结晶。两条绳子上晶体的大小、形状和数量有什么差别？为什么？
我们在上面的活动中试验了两种温度，你也可以再试试其他温度下硼砂溶液结晶的情况，你可以将其中的一只罐子放进冰箱冷藏。这一温度对硼砂的结晶有什么影响？
附加操作
*糖和盐也可以用来结晶，试试看，它们的结晶能力强吗？
*这一次你等了五个钟头，如果延长结晶的时间，结果会出现什么变化？为了给溶液降温，一定别忘了补加冰块。
观察和结果
冰水析出的晶体是不是要小一些，但数量更多？常温下析出的晶体是不是数量较少，不过个头更大？
硼砂的热饱和溶液一旦温度下降，溶解硼砂的能力也跟着下降，所以硼砂就会从溶液里析出，形成晶体。晶体由物质分子按照特定的重复结构排列而成，当一种物质的分子聚拢，形成结晶的时候，其他分子就会被视作杂质，或是化学反应里不讨人喜欢的副产物；它们就像放错位置的拼图块儿，无法填进特定的晶体结构。如果晶体形成的速度足够慢，杂质就会因为无法融入特定的结构而被剔除出去，继续待在水里，这就是为什么室温下析出的硼砂晶体形状更方正的原因。但是，如果晶体析出的速度很快，体系便来不及将杂质驱赶出去，找不到合适位置的杂质分子会影响晶体的结构。因此，在冰水环境下，晶体析出的速度更快、数量更多，但个头更小，而且因为杂质的关系，样子也不那么规整。
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