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過年了!科普編輯親手做寶石送親友,結果竟然做出這種東西……

2025-01-31 05:31:36

新的一年,我們希望和你一起探索生活中的科學!我們將觀察網路上討論度高的影片或現象,看看這些“生活小妙招”是否有用,熱門的食品是否好吃,或者去探索一些奇怪問題的答案……

如果你發現了什麼好玩、好奇和未知的事情,別忘了投稿給我們! ‍ ‍ ‍

這次不炸微波爐了,小編想著作為科學編輯,回老家的時候總要帶點什麼科學土特產給家裡孩子。思來想去,最近水晶好像挺火的,那不如就做個美麗的蛋殼晶洞吧!

蛋殼裡怎麼“種”水晶?‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

一些簡單的科學小知識

原理很簡單,就是利用了溶質從過飽和溶液中析出,結晶形成晶體這個現象。

大多數情況下,固態溶質的溶解度會隨著溶液溫度的升高而增大,因此理論上溶液溫度越高,溶解度越高,這時溶液中能溶解更多溶質。隨著溶液溫度降低,溶解度也降低,裡面容納不下的溶質就會析出,凝結為晶體。除了溫度的影響,隨著水分蒸發,晶體也會不斷析出。

氯化鈉(NaCl)的溶解度隨溫度變化不大,主要是隨著水分蒸發析出晶體。丨wiki

我們先準備了“蛋殼晶洞”的載體——蛋殼,這個過程可以說是一個手藝活,具體操作過程可以看下面的步驟!然後就開始製備溶液。

我們選擇的溶質是食鹽和綿白糖。首先燒了一壺開水,然後倒進紙杯裡,接著向裡面加入大量固體,直到新加入的固體不能繼續溶解為止。(在這個步驟可以大膽加料,我們的容器是常見的紙杯,倒了大半杯熱水,哐哐一頓往裡倒鹽和糖都能溶解掉!)最後向鹽水中滴入了藍色食用色素,向糖水中滴入了紅色食用色素。

蛋殼和溶液都準備好後,就可以將溶液倒入蛋殼,靜候時間的魔法。

科普小編開始在辦公室做寶石了

同事看了只有沉默的份兒

我們花了10分鐘在公司樓下的便利店集齊了此次實驗所需的材料:

然後對雞蛋進行一系列非常複雜和艱難的操作!

其實就是製備一個乾淨的蛋殼。

這需要我們小心地把雞蛋裡的內容物倒出來,

然後撕掉雞蛋裡面的殼膜,

留下一個乾淨的蛋殼。

不過這一步真的挺難的……

引得經過的同事紛紛側目,

而小編本人也不禁回味起了自己的職業生涯

為何會在這裡花10分鐘給雞蛋剝皮

蛋殼可以說是晶體生長的“床”

而接下來要做的其實就是製備一些飽和溶液

為了迎接新年!我們特別製備了兩種飽和溶液

飽和糖水(祝大家甜甜蜜蜜!)

飽和鹽水(祝大家闔家歡顏!)

而藍色和紅色剛好是新一年雜誌附贈的萬小物盲盒印章的顏色!

你將在2月刊《萬物》雜誌的【家庭實驗室】欄目中

看到這個小實驗的具體操作方法

快來點選下方連結購買吧!

倒進雞蛋殼裡,等待晶體慢慢從裡面析出

我們分別記錄了1天后和3天后(週五)的晶體

大家可以看到, 小藍已經成功吐出了一些晶體 ,雖然不是如我們所願的那樣晶體長在蛋殼內部,但好歹算是結晶成功了。但 小紅!它一點動靜也沒有 ,只有水慢慢減少,絲毫不見晶體析出。

為了方便觀測,我們沒有倒掉一開始裝在杯子裡的兩杯溶液,隨著溫度降低和水分蒸發,它們應該已經到了過飽和狀態,可以看到小藍的杯子壁上掛著一些晶體,為什麼小紅遲遲不能結晶呢?

答案就在於 小藍是鹽水,而小紅是糖水 ! 晶體的形成過程是先出現晶核,然後晶核不斷長大。

食鹽是由氯化鈉分子構成的,它們的結構很簡單,就是一個氯離子和一個鈉離子。簡單來說,在形成晶核時,數個分子會透過較強的離子鍵結合在一起,相對容易一些。

而綿白糖的主要成分是蔗糖,它們的分子結構非常複雜,而且周圍都是羥基,分子靠氫鍵相連,這種鍵比離子鍵弱。 當蔗糖分子結合在一起時,它們之間的相互作用會複雜得多,需要排列得恰到好處,才能形成穩固的晶核。

蔗糖分子的結構。丨wiki

如果有朋友也想挑戰做“蛋殼晶洞”,注意慎選白糖!尤其慎用綿白糖,因為綿白糖里加入了轉化糖漿,這種物質的作用是防止糖結晶,讓綿白糖質地更細、更綿密。

大家也可以試試小蘇打、硫酸銅或者其他溶質,看看能結出什麼樣的晶體。瀉鹽(七水硫酸鎂)也是很好的選擇,它會形成針狀的晶體,不加色素的話晶體是白色的,也會帶有淡淡的黃色、綠色或粉色。蹲一個返圖!

詳細的操作流程,可以參見我們的影片⬇️

另外, 你還有什麼想讓我們驗證的生活小妙招/科學小實驗嗎?你又做過哪些神奇的實驗呢?

歡迎透過私信、評論告訴我們! 我們會選出精彩的內容,釋出在下週六的文章裡~被我們選中的讀者,將有機會獲得編輯部送出的神秘禮物!

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