上次給人家推薦的DIY水晶,我在亞馬遜網(wǎng)站上買來(lái)后,女兒很快就動(dòng)手做了起來(lái)。
我試著給女兒講了一下結(jié)晶原理,不過(guò)我也沒大弄明白,她估計(jì)一點(diǎn)沒懂。我想我們用的應(yīng)該屬于冷卻熱飽和溶液法。
做石膏愛心模型調(diào)和很快,成型要等1天。
關(guān)鍵是我提示孩子15ml水要量好,她一開始弄錯(cuò)了,用了那個(gè)大的透明塑料盒裝了不少水,我讓她用喝藥水的小杯子量。還好提醒及時(shí)。
模子放入飽和溶液后,也要靜置3天才算完成。
關(guān)鍵點(diǎn)是控制溶液溫度,涼到37度時(shí)把模子放進(jìn)去,女兒開始還用溫度計(jì)量了,剛倒進(jìn)的開水溫度很高,后來(lái)她跑去干別的事,忘了,等我再提醒她時(shí),她去量已經(jīng)只有29度了,趕緊把愛心模型扔到溶液里。
不過(guò)我沒事先想到,所以制作的過(guò)程沒拍下來(lái),只有成品的照片了。女兒很得意,去看亞馬遜上別人的評(píng)價(jià),看到人家說(shuō)上當(dāng)了沒做成功,她很不平,覺得自己都做成了,別人怎么會(huì)說(shuō)不行呢。呵呵。
附:結(jié)晶原理
溶質(zhì)從溶液中析出的過(guò)程,可分為晶核生成(成核)和晶體生長(zhǎng)兩個(gè)階段,兩個(gè)階段的推動(dòng)力都是溶液的過(guò)飽和度(結(jié)晶溶液中溶質(zhì)的濃度超過(guò)其飽和溶解度之值)。晶核的生成有三種形式:即初級(jí)均相成核、初級(jí)非均相成核及二次成核。在高過(guò)飽和度下,溶液自發(fā)地生成晶核的過(guò)程,稱為初級(jí)均相成核;溶液在外來(lái)物(如大氣中的微塵)的誘導(dǎo)下生成晶核的過(guò)程,稱為初級(jí)非均相成核;而在含有溶質(zhì)晶體的溶液中的成核過(guò)程,稱為二次成核。二次成核也屬于非均相成核過(guò)程,它是在晶體之間或晶體與其他固體(器壁、攪拌器等)碰撞時(shí)所產(chǎn)生的微小晶粒的誘導(dǎo)下發(fā)生的。
對(duì)結(jié)晶操作的要求是制取純凈而又有一定粒度分布的晶體。晶體產(chǎn)品的粒度及其分布,主要取決于晶核生成速率(單位時(shí)間內(nèi)單位體積溶液中產(chǎn)生的晶核數(shù))、晶體生長(zhǎng)速率(單位時(shí)間內(nèi)晶體某線性尺寸的增加量)及晶體在結(jié)晶器中的平均停留時(shí)間。溶液的過(guò)飽和度,與晶核生成速率和晶體生長(zhǎng)速率都有關(guān)系,因而對(duì)結(jié)晶產(chǎn)品的粒度及其分布有重要影響。在低過(guò)飽和度的溶液中,晶體生長(zhǎng)速率與晶核生成速率之比值較大(見圖),因而所得晶體較大,晶形也較完整,但結(jié)晶速率很慢。在工業(yè)結(jié)晶器內(nèi),過(guò)飽和度通??刂圃诮榉€(wěn)區(qū)內(nèi),此時(shí)結(jié)晶器具有較高的生產(chǎn)能力,又可得到一定大小的晶體產(chǎn)品。
晶
導(dǎo)流筒結(jié)晶設(shè)備體在一定條件下所形成的特定晶形,稱為晶習(xí)。向溶液添加或自溶液中除去某種物質(zhì)(稱為晶習(xí)改變劑)可以改變晶習(xí),使所得晶體具有另一種形狀。這對(duì)工業(yè)結(jié)晶有一定的意義。晶習(xí)改變劑通常是一些表面活性物質(zhì)以及金屬或非金屬離子。
晶體在溶液中形成的過(guò)程稱為結(jié)晶。結(jié)晶的方法一般有2種:一種是蒸發(fā)溶劑法,它適用于溫度對(duì)溶解度影響不大的物質(zhì)。沿海地區(qū)“曬鹽”就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法[1]。此法適用于溫度升高,溶解度也增加的物質(zhì)。如北方地區(qū)的鹽湖,夏天溫度高,湖面上無(wú)晶體出現(xiàn);每到冬季,氣溫降低,石堿(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物質(zhì)就從鹽湖里析出來(lái)。在實(shí)驗(yàn)室里為獲得較大的完整晶體,常使用緩慢降低溫度,減慢結(jié)晶速率的方法。
人們不能同時(shí)看到物質(zhì)在溶液中溶解和結(jié)晶的宏觀現(xiàn)象,但是溶液中實(shí)際上同時(shí)存在著組成物質(zhì)的微粒在溶液中溶解與結(jié)晶的兩種可逆的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)改變溫度或減少溶劑的辦法,可以使某一溫度下溶質(zhì)微粒的結(jié)晶速率大于溶解的速率,這樣溶質(zhì)便會(huì)從溶液中結(jié)晶析出。