醋酸钠过饱和溶液、透明玻璃杯、新鲜树枝 / 树叶、少量醋酸钠晶种

实验步骤

  1. 向玻璃杯中倒入提前制备好的醋酸钠过饱和溶液，静置摆放，注意不要晃动容器、落入杂质。
  2. 取一根树枝，在枝叶表面轻轻沾上少许醋酸钠晶种，缓慢放入溶液中。可以看到枝叶表面不断析出白色晶体，如同开出朵朵白花。
  3. 保持树枝不动，观察晶体持续生长的状态。
  4. 取出树枝，将干净手指轻轻触碰杯中的溶液液面，整杯液体便会迅速凝固，变成类似冰块的固态物质。
  5. 触摸凝固后的晶体，能明显感觉到温度偏高。

科学原理

杯中的液体是醋酸钠过饱和溶液，它处于极不稳定的状态，常温下溶解了大量醋酸钠，无法自主发生结晶。附着在树枝上的晶种会成为晶核，溶液里的溶质分子会以晶核为依附点有序排列、析出晶体，沿着枝叶生长就形成了 “树叶开花” 的效果。
手指触碰溶液时，接触点同样形成晶核，进而触发整杯溶液快速结晶。醋酸钠结晶的过程会持续释放热量，因此最终形成的固态晶体摸起来是温热的，这个实验也常被称作 “热冰” 实验。

实验小贴士⚠️

  1. 制备好的过饱和溶液需静置冷却，全程避免剧烈晃动、混入灰尘，否则会提前结晶导致实验失败。
  2. 醋酸钠溶液及晶体有轻微刺激性，实验全程需要成人陪同，切勿入口，接触后及时洗手。
  3. 结晶过程会释放热量，不要长时间紧贴皮肤，防止烫伤。
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