原來並不是試管裏結了冰,而是析出了硫酸鈉晶體。為什麼用玻璃棒摩擦試管壁就會析出晶體呢?因為硫酸鈉在室溫下的水中,已經溶解到不能再溶的程度了,也就是達到了飽和狀態。由於硫酸鈉在32攝氏度以下,溶解的數量隨著溫度的升高而增加,所以溫熱後,未溶的那部分硫酸鈉也溶解了。它的濃度就比室溫時大,這種溶液叫“過飽和溶液”。過飽和溶液不如飽和溶液穩定(處於介穩定狀態),它極易析出溶質轉變為飽和狀態。因為這個試管中硫酸鈉的過飽和溶液,冷卻得慢又沒大的灰塵落入,更沒有同種晶體存在,所以它沒有晶體析出。但,當用玻璃棒摩擦試管壁時,可以促進晶核的形成,破壞溶液的過飽和狀態,於是過量的硫酸鈉便迅速地形成結晶析出,試管內就像氣溫驟然下降一樣,結了“冰”。
43.衛生球“再生”
取一支大試管,注入10毫升酒精,用熱水溫熱。然後往溫熱的酒精裏加衛生球粉末,直到粉末不能再溶解為止。這個溶液叫“飽和溶液”。把試管放在盛有熱水的燒杯中,並且用溫度計測量此水溫,如果水溫始終保持不變(加熱使其保持恒溫),就可以進行實驗。另取一個衛生球,將其去掉火柴頭大的一塊,用線係好,懸人已經製好的飽和溶液裏。這一段時間取出衛生球。這樣,原先去掉的部分就會自動地補上了。
為什麼去掉的部分會“再生”出來呢?因為固體物質放入溶劑中,溶解的分子或離子,在溶液中不斷地運動著,當它們和固體表麵碰撞時,就有停留在表麵上的可能,形成與~溶解相反的過程——澱積過程。溶液的濃度越大澱積的作用越顯著。固體在飽和溶液中,在單位時間內溶解到溶液裏去的分子或離子數,和澱積到表麵上的分子或離子數相等。因此,懸在飽和溶液中的衛生球,就處在不斷的溶解和澱積過程中,外形逐漸變得圓滑,衛生球去掉的部分就像是被補上了一樣。
44.奇妙的滲透
用鋒利的小刀在雞蛋大頭的一端挖出一個小圓洞,洞的大小以能在洞內插進一根細玻璃管為宜,然後讓雞蛋內的蛋白和蛋黃從小洞中流出來(用碗接受後,可供食用,以免浪費)。把雞蛋殼小的一頭(約占整個雞蛋殼表麵積的1/3)泡在6M鹽酸中,把這1/3的蛋殼溶解掉,使它隻剩下一層薄膜。小心地用滴管慢慢地將5%蔗糖溶液(裏麵加幾滴紅墨水以染成紅色)加到雞蛋殼內,直到加滿為止。把一支長20厘米的細玻璃管插在蛋殼上的小圓洞內,再把熔化的石蠟滴在玻璃管與蛋殼的接縫處,使它完全密封。
最後,找一個大小合適的玻璃杯或玻璃瓶,在裏麵裝滿清水,把裝滿蔗糖溶液和帶有玻璃管的雞蛋殼全坐在玻璃杯(瓶)上,使蛋殼能卡在杯口,而薄膜部分則完全浸在水中。不久,你會發現紅色的糖溶液慢慢地在玻璃管內上長,幾個小時以後,溶液就會溢出管口,說明玻璃杯中的水已經滲透到雞蛋殼裏麵了。
45.粗鹽的提純實驗
【實驗原理】
粗鹽中含有泥沙等不溶性雜質,以及可溶性雜質,不溶性雜質可以用溶解、過濾的方法除去,然後蒸發水分得到較純淨的精鹽。
【實驗步驟】
(1)實驗儀器托盤天平,量筒,燒杯,玻璃棒,藥匙,漏鬥,鐵架台,蒸發皿,酒精燈,坩堝鉗,膠頭滴管,濾紙,剪刀,火柴,紙片
(2)藥品:粗鹽,水
(3)實驗目的:
①掌握溶解、過濾、蒸發等實驗的操作技能。
②解過濾法分離混合物的化學原理。
③體會過濾的原理在生活生產等社會實際中的應用。
(4)操作步驟:
①溶解
用托盤天平稱取50g粗鹽,用藥匙將該粗鹽逐漸加入盛有10mL水的燒杯裏,邊加邊用玻璃棒攪拌,直加到粗鹽不再溶解為止。觀察所得食鹽水是否渾濁。稱量剩下的粗鹽,計算10ML水中約溶解了多少克粗鹽。
②過濾
仔細觀察濾紙上剩餘物及濾液的顏色,如濾液仍渾濁,應再過濾一次。
如果兩次過濾後濾液仍渾濁,應如何檢查實驗裝置並找出原因?
③蒸發
把所得澄清濾液倒入蒸發皿。把蒸發皿放在鐵架台的鐵圈上,用酒精燈加熱,同時用玻璃棒不斷攪拌。待蒸發皿中出現較多固體時,停止加熱。利用蒸發皿的餘熱使濾液蒸幹。
④計算產率
用玻璃棒把固體轉移到紙上,稱量後,回收到教師指定的容器中。將提純後的氯化鈉與粗鹽作比較,並計算精鹽的產率。
46.彩色溫度計的製作
【實驗原理】
鈷的水合物在加熱逐步失水時,會呈現不同的顏色,因此可以根據溫度的變化而呈現的顏色變化做成溫度計。
【實驗步驟】
在試管中加入半試管95%乙醇和少量紅色氯化鈷晶體(CoCl2·6H2O),振蕩使其溶解,在常溫下呈紫紅色,加熱時隨溫度升高顏色呈藍紫色至純藍。
47.酸奶製作實驗
【實驗原理】
內容:用家裏有的器具來製作。
原理:將乳酸菌接入牛奶,采用恒溫發酵法,通過乳酸菌發酵牛奶中的乳糖產生乳酸,乳酸使牛奶中酪蛋白(約占全乳的29%,占乳蛋白的85%)變性凝固而使整個奶液呈凝乳狀態。
【實驗步驟】
(1)器具:溫度計,電飯鍋,保溫瓶,碗,勺子。
(2)原料:酸奶,牛奶,白糖。
(3)目的:自己製作一杯酸奶,同時觀察並記錄溫度度酸奶製作時間的影響。
(4)要求:成功的酸奶要呈半凝固狀,表麵潔白光滑,沒有乳清(淡黃色透明液體)析出,聞之有奶香味。
(5)操作步驟:
①向兩個碗裏倒入牛奶),將牛奶放入微波爐加熱,以手摸杯壁,不燙手為宜。
②在每碗溫牛奶中加入三勺買來的酸奶,用勺子攪拌均勻,蓋保鮮膜。
③將電飯鍋斷電,鍋中的熱水倒掉,將一個碗放入電飯鍋,蓋好電飯鍋蓋,利用鍋中餘熱進行發酵,另一碗同樣用保鮮膜覆蓋,放入常溫下的室內。
④每隔兩小時觀察兩個碗的變化並記錄。
48.數字式溫度計的製作
【實驗原理】
(1)AD590集成溫度傳感器。
AD590集成溫度傳感器的溫度特性如何?如何用AD590製作數字溫度計?請畫出線路圖,說明調節方法。
(2)鉑電阻。
鉑電阻的溫度特性如何?如何用鉑電阻製作數字溫度計?請畫出線路圖,說明調節方法。
(3)NTC熱敏電阻。
什麼是NTC熱敏電阻的零功率阻值?NTC熱敏電阻的溫度特性如何?如何用NTC熱敏電阻製作數字溫度計?請畫出線路圖,說明調節方法。
【實驗步驟】
(1)實驗器材:數字電壓表(4位半)、電阻箱、溫度傳感器(AD590、Pt100鉑電阻、NTC熱敏電阻)、直流穩壓電源(0-30V)、恒溫裝置等。
(2)實驗目的:本實驗要求研究各種溫度傳感器的溫度特性,並組裝一台數字式溫度計。
(3)實驗內容:
①AD590集成溫度傳感器
確定AD590的工作電壓範圍。
研究AD590的電流與溫度的關係。
用AD590製作量程為0℃~100℃範圍的數字溫度計。(要求:誤差不超過01℃。)
②Pt100鉑電阻
確定鉑電阻的工作電流範圍。
研究鉑電阻的阻值與溫度的關係。
用鉑電阻製作量程為0℃~100℃範圍的數字溫度計。(要求:誤差不超過02℃。)
③NTC熱敏電阻
在恒定電流的情況下,研究NTC熱敏電阻的零功率阻值與溫度的關係。
用NTC熱敏電阻製作量程為35℃~42℃範圍的數字體溫計。(要求:誤差不超過01℃。)
49.蘇打酸滅火器製作實驗
【實驗原理】
食醋的成分是醋酸溶液,裏麵有醋酸,就是乙酸,它可以與小蘇打(碳酸氫納NaHCO3)反應:
CH3COOH+NaHCO3=CH3COONa+CO2↑+H2O
【實驗步驟】
(1)器材:500毫升廣口瓶一個、大橡皮塞一隻、內徑25厘米的較短試管(長試管可截去口端一部分)一隻、細玻璃棒一根、尖嘴彎玻璃管一個。
(2)藥劑:碳酸氫鈉(小蘇打)20克、甘草粉2克(中藥鋪有售)、硫酸鋁20克。
(3)操作步驟:
①用一個大瓶子配上一個單孔膠塞並插上玻璃管。向瓶中加入一些碳酸氫鈉溶液,取一支能裝入瓶內的試管,盛滿濃鹽酸後,將試管緩慢放入瓶中,使試管能豎立起來,塞上插有玻璃管的膠塞。使用滅火器時,倒轉瓶子並將玻璃管口指向火焰。小心!不要把管口對著別人或己。
②向酸中加入洗滌劑以產生起覆蓋作用的泡沫。將瓶子對準火焰,迅速倒轉瓶子,劇烈反應生成大量二氧化碳,則氣體的壓力將液體從管口壓出而滅火。