结晶盐花

来源：科学小超人

【摘要】糖与盐是生活中不可或缺的调味品，在甜品中加糖，在菜肴中加入盐，糖与盐借由溶解作用，可以很自然地融入食物中。

盐或糖溶解在水中，如果盐或糖的量太多，出现再也溶解不了的现象，此时的水溶液称为饱和溶液。过多的盐糖溶解不了而沉淀，这是过度饱和。将过度饱和的水溶液放置一段时间后，会产生糖或盐的结晶现象。本书实验“结晶盐花”部分就是通过各种盐类结晶的过程与现象，向孩子说明溶解与结晶的原理。

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结晶的原理

高温的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出，这个过程叫结晶。

1结晶的方法分为两种

蒸发结晶：溶液的水分蒸发后，由不饱和溶液变为饱和溶液，当继续蒸发后，多余的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。

降温结晶：降低饱和溶液的温度，会降低溶剂的溶解度，使溶质呈晶体析出，称为降温结晶。

2结晶的原理

降温结晶的原理是温度降低，溶剂的溶解度减小，溶液达到过饱和，过多无法溶解的溶质就会析出。

蒸发结晶的原理是恒温情况下或蒸发前后的温度不变，溶解度不变，水分减少，溶液达到饱和了，多余的溶质就会析出。例如盐碱湖夏天晒盐，冬天捞碱，就是这个道理。

盐结晶实验

本次实验所提供的盐类晶粉，采用磷酸盐晶粉，在高温的水中，磷酸盐晶粉溶化成饱和溶液，当溶液的温度降低，或水分蒸发后，磷酸盐会再度聚合成晶体结构，变成漂亮的结晶体。

这个结晶分两个过程：第一个过程是通过降低温度来实现的。溶解晶粉时温度很高，温度很高时的溶解度大。所以在温度很高时的晶粉完全溶解成饱和溶液。但随着温度慢慢降低，液体的溶解度变小，因此有部分晶体慢慢析出。

第二个过程通过挥发溶液来结晶。当晶粉种下24小时以后，溶液基本上已经和周围的温度一样了。不可能再通过降低温度来析出晶体。所以24小时以后，打开瓶盖是很重要的一步，打开后，溶液慢慢蒸发，晶体也会慢慢再析出，当晶体长到水平面上时，此刻才可以将溶液倒掉。

种水晶注意事项

看起来简单的实验，有些关键点若没有操作得当，很容易失败。还有，有一些步骤，因为牵涉到使用较高温度的水，必须请父母协助孩子完成。以下提出几个关键点，供父母注意。

1、水的温度。以100℃的热水溶解晶粉，可以使所附的晶粉快速完全溶解。若以60℃-70℃的温水溶解，则需搅拌较久，晶粉很可能也无法完全溶解。所以若要结晶长得漂亮，建议家长协助以100℃热水来溶解晶粉，只让孩子来观察结晶现象，以免热水烫伤宝贝。若以较低温度溶解晶粉，搅拌时间可能需要长一点，并有无法溶解的晶粉，最后请将溶液倒入瓶中，再投入结晶底座，观察结晶现象。为了要把晶粉完全溶解，要不停地搅拌，这个过程需要一点时间，水温也会慢慢降低，所以建议家长在操作此步骤时，可以事先用毛巾把瓶子包裹起来，让水温不会下降得太快，才可达到快速溶解的目的。

2、加水问题。搅拌棒上面有一个刻度线，一定要依刻度先加水，然后再加入晶粉。

3、 24小时以后进行观察。溶解晶粉时用的水温很高，24小时之后，溶液的温度已经和室温一样，不可能再通过降温来结晶。这时候就得把瓶盖打开，瓶盖打开以后，才能通过水分蒸发，让你的水晶继续生长，当水晶长到水面上时，

就可以把多余的溶液倒掉。

4、种下水晶以后不要移动。移动结晶瓶，会影响盐类附着和结晶，也会影响水晶的美观度。当要倒掉多余的溶液时，最好不要直接拿起瓶子来倒；用吸管把多余的溶液一点点吸出去，可让瓶子保持干净，结晶瓶会更美观。

5、实验测试：转移出去的多余的溶液还可以用来做什么？建议家长，当水晶长到和瓶子一样高时，把多余的溶液不要直接倒掉，还可以拿来和孩子继续探讨盐结晶的实验测试。比如家长可以和孩子继续测试以下几项实验。

（1）结晶时一定要在溶液中投入结晶底座吗？家长可以从转移出来的溶液中取少许，装到另一个小容器里，放到通风处，你会发现，经过一段时间以后，容器下边也有小小的晶体析出。所以说投入结晶底座只是为了让水晶长得漂亮些，没有底座，水晶同样也可以析出。这个过程是通过挥发溶剂的方法得到结晶的。

（2）想要得到结晶一定要等很久很久吗？如何才能快速得到结晶体？结晶的过程其中一个是通过降温，降温除了由高温降至和室温一样外，水温还可以继续降低，那就是通过放入冰箱冷藏来实现。家长可以协助小朋友，用两个一样的小容器从移出去的溶液中取等量的溶液，一个放进冰箱冷藏，一个放在室温下，你会发现，放在冰箱冷藏的溶液很快会在底部看到小小的结晶体。等等类似的问题，只要家长有疑问或者孩子很好奇，家长都可以和孩子一起动手操作。

小绵羊的白衣裳

第二个实验，利用食用盐类来进行溶解与结晶操作，可以帮助孩子通过重复操作，了解溶解与结晶的道理。因为这个原料取得容易，也有高度的可逆性，很适合进行操作。

第三个实验，是利用陶土小羊进行另一种结晶实验，陶土的吸水性很强，当把小羊放到饱和盐水中后，经由毛细现象陶土会把盐水吸至全身。接着当水分蒸发后，就会在陶土小羊上留下盐结晶。

如果小羊身上的盐量不再发生明显的变化，可以继续往放小羊的盆子里加入饱和食盐水，盐析出的过程会持续进行，直至小羊全身布满白白的盐，仿佛穿上一层雪白的外衣，非常有趣。

如果家里有粉笔的话，也可以用粉笔代替陶土小羊来试试看，最好是用彩色粉笔，这样结晶出来的盐附着在彩色粉笔上才比较明显。你会发现彩色粉笔表面附上了一层白白的盐。

夏天运动流了一身汗，当汗水自然蒸发后，留在皮肤上一层薄薄的粉末状，其实就是身体中的盐分随着汗水排出，以蒸发结晶的方式，留在皮肤上的盐的结晶。沿海地区利用晒盐的方式，让海水蒸发后，取得结晶盐，供人们食用，这些都是生活中常见的结晶现象。