书城童书物理知识知道点:热学大探秘
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第46章 瞬息结冰的水

常言道:“冰冻三尺,非一日之寒。”这话是有一定的科学道理的。可是,在化学的小天地里,就有办法来打破这个常规,使“水”瞬间结冰。下面我们做个小实验来加以证明。

在一支盛满“清水”的大试管中放入一粒砂子般的晶体,一眨眼的工夫,整个试管里的“水”就结成了晶莹的冰块,倒也倒不出来。原来,试管里的水,是事先经过特别处理的水,即用水和十水硫酸纳按1∶1.5的比例配好,加热后,使十水硫酸钠完全溶解于水。放入试管里的砂子般的晶体是硫酸钠。当试管里的“水”冷却后,放入一粒硫酸钠,试管里的溶液就会以这颗晶粒下沉所经过的路径为中心,向四周迅速结晶,很快全部凝结成冰状。

为什么在盛着“清水”的试管内放入晶粒之前,硫酸钠的水溶液总不会结成“冰”呢?那是硫酸钠分散在溶液里,形成所谓的“过饱和溶液”。过量的硫酸钠溶液里没有晶种,硫酸钠就像没有根底的浮萍一样,只能到处漂浮,而不会成晶体析出。过饱和溶液过饱和状态分为溶液过饱和状态和蒸汽过饱和状态两种。溶液过饱和状态是指在一定温度、压力条件下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度,而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象,此时的溶液称为过饱和溶液。过饱和溶液能存在的原因,是由于溶质不容易在溶液中形成结晶中心即晶核。