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咸咸的科学:盐里挑沙

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如果盐里混进了沙子,有什么办法能将它们分开来呢?镊子?放大镜?还要一粒粒地挑?别抓狂,我们还有别的办法。沙和盐的溶解性不同,利用“溶液”原理,我们就能解决这个问题。


关键词

化学

溶解度

温度


背景

大多数时候,化学都在研究物质表现出的性质,以及不同物质间的相互作用。我们周遭的一切都由物质构成,而能够“溶解”,是物质的一个重要性质。当我们往水里加东西的时候,自然就会想到它的水溶性。如果它能溶解,那么不一会儿,它就会在水里消失掉;而如果它不能溶解,我们就仍然能在水里看见它的踪迹——它可能沉在最底下,也可能漂浮在水中。

化学物质溶于液体(譬如水)后,就形成了溶液,这时的液体称作“溶剂”,加进“溶剂”的物质叫“溶质”。溶解之后,即便溶质在你眼前消失了,但它依然存在。如果液体蒸发,溶剂全部干掉以后,你会发现溶质将再一次“现形”。事实上,这就是海边的晒盐场制盐的原理,海水慢慢蒸发以后,里面的海盐就出来了。


材料

·滤网(可选)

·盐

·沙子

·纸巾

·放大镜

·两只带盖的罐子

·量杯

·水

·烧水壶

·两只勺子

·炉灶和烤箱

·漏斗

·咖啡滤纸

·隔热手套


准备工作

1 如果沙子里石头太多,用滤网把它们滤掉。

2 将沙和盐分开放在两张纸巾上,用放大镜仔细观察。你注意到了什么?沙粒和盐粒在大小、形状和颜色上有什么不同?

2 使用炉灶、接触开水的时候必须有大人协助,一定要小心。


实验步骤

1 玻璃罐子里加四分之一杯盐和四分之一杯的沙子,盖上盖子,把它们充分混匀。

2 用放大镜仔细观察,你还能分清哪些是沙哪些是盐吗?

3 烧一些开水。这一步需要大人协助,操作的时候要小心。

3 小心地将一杯半的开水倒进罐子里,用勺子搅拌。罐子会非常烫,注意别烫到!(倒开水的速度一定要慢,如果骤然受热,玻璃罐可能会炸裂)

4 用放大镜仔细观察溶液。你有什么发现?现在还看得到单颗的盐粒和沙粒吗?

5 垫一层咖啡滤纸在漏斗里,漏斗架在第二个玻璃罐上。缓缓地将液体倾倒进漏斗过滤,滤液就收集在第二只罐子里。

6 滤纸上出现了什么?小心将滤纸上的东西刮下来,倒进第一只罐子里。

7 两只罐子盛入烤盘,放进烤箱,炉温调到约160°C,加热约1个钟头,直到所有液体都蒸发为止。操作的过程必须有大人协助。两只罐子里现在看起来是什么情况?

8 关掉烤箱电源,待烤箱自己冷却。然后带上厨房手套,取出烤盘。这时的两只罐子可能仍然很烫, 把它们晾在空气里,冷却至室温。

9 罐子完全凉下来以后,用放大镜仔细检查里面的东西。你看见了什么?能看到一颗颗的盐粒和沙粒吗?它们是混在一起的,还是分开呆在各自的罐子里的?

10 用量杯量一下最后得到的盐和沙,和你一开始量的体积相比,发生了什么变化?你觉得为什么?


试试看:不同的化合物有不同的溶解性,你可以改变溶解的盐的量,也可换不同体积的糖、小苏打,把它们加进水里试试。你可以倒一杯水,然后一勺一勺地往里面加这几种东西,并且搅拌。加到多少勺的时候,固体就再也溶不进水里去了?哪一种固体的溶解能力最强?哪一种最弱?


再试试看:温度是否能影响固体的溶解能力?这一次倒三杯体积相同的水,一杯热开水,一杯常温的,一杯冰冻的,一勺一勺地,分别往三杯水里加糖,结果会怎样?你觉得,还有什么因素能够影响固体的溶解能力?


观察和结果

往罐子里倒了开水以后,盐粒是不是消失了?用烤箱将溶液烤干以后,盐粒是不是又出现了?并且第二只罐子里的盐多过第一只罐子里的?

盐可以在水里溶解,而沙子不行。要是沙子能化在水里,我们又怎看得见那么多美丽的海滩呢?正因为如此,盐粒能消失在开水里,而你却仍看得见沙子。开水因此贬称了深棕色,一些沙粒可能会粘在罐子的壁上。温度能影响化学物品的溶解能力,我们使用开水,就是为了提高盐的溶解性,尽量多地将盐溶解。已经溶解的盐巴能够随着溶液轻松地通过咖啡滤纸,而粗大的沙子则不然,它们会卡在滤纸上。烤箱的温度蒸发掉了罐子里的水,所以第二只罐子里的盐又露了出来,大部分像一层结痂,附着在罐子的侧壁和底部。


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