冷卻的醋酸鈉過(guò)飽和溶液,暫時(shí)處于亞穩(wěn)態(tài)。當(dāng)受到某些刺激(如加入一些固體的晶體或晃動(dòng)使其產(chǎn)生微小的結(jié)晶)則此狀態(tài)會(huì)失去平衡,過(guò)多的溶質(zhì)就會(huì)結(jié)晶,恢復(fù)成一個(gè)適合此時(shí)溫度的平衡狀態(tài)(飽和溶液狀態(tài))。實(shí)驗(yàn)前醋酸鈉溶液為無(wú)色透明,與水極其相似。而用沾有三水合醋酸鈉晶體的小竹簽輕觸它一下,過(guò)多的溶質(zhì)像水結(jié)冰一樣迅速結(jié)晶,而結(jié)晶的同時(shí)會(huì)放出熱量,故稱(chēng)“熱冰”。
醋酸鈉過(guò)飽和溶液的制備:
在500 毫升燒杯中加入250 克未潮解的醋酸鈉晶體(CH3COONa·3H2O)和150 毫升蒸餾水,用微火加熱,不斷攪拌,使其完全溶解。趁熱將溶液過(guò)濾到500 毫升潔凈并干燥的平底燒瓶中(注意!不能把溶液滴在燒瓶頸部)。靜置冷卻后,用潔凈的橡皮塞將瓶口蓋嚴(yán)。
操作:
向瓶中投入同種溶質(zhì)的小晶體,使晶體迅速布滿整個(gè)燒瓶。
注意事項(xiàng):
①醋酸鈉晶體容易吸潮,藥品量可適當(dāng)增加。
②塵土亦能使過(guò)飽和溶液結(jié)晶,所以平底燒瓶要潔凈,瓶口要蓋嚴(yán)。
③晶種要細(xì)小,晶形要好,這樣晶體生長(zhǎng)緩慢,現(xiàn)象清晰。
醋酸鈉過(guò)飽和溶液滴水成冰原理:
一定溫度、壓力下,當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度已超過(guò)該溫度、壓力下溶質(zhì)的溶解度,而溶質(zhì)仍不析出的現(xiàn)象叫做過(guò)飽和現(xiàn)象,此時(shí)的溶液叫做過(guò)飽和溶液。過(guò)飽和溶液是不穩(wěn)定的,當(dāng)往溶液中加入一小塊溶質(zhì)晶體,既能引起過(guò)飽和溶液中溶質(zhì)的結(jié)晶。過(guò)飽和溶液能存在的原因,是由于溶質(zhì)不容易在溶液中形成結(jié)晶核心即晶核。因?yàn)槊恳痪w都存在一定的排列規(guī)則,要有結(jié)晶中心,才能使原來(lái)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)著的溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)集合起來(lái),并按照這種晶體所特有的次序排列。
不同的物質(zhì),實(shí)現(xiàn)這種規(guī)則排列的難易程度不同,有些晶體需經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能自行產(chǎn)生結(jié)晶核心,因此,有些物質(zhì)的過(guò)飽和溶液看起來(lái)還是比較穩(wěn)定的。不同的物質(zhì)形成過(guò)飽和溶液的能力,首先取決于分子組成。一般固態(tài)下含有結(jié)晶水(溶質(zhì)從溶液里結(jié)晶析出時(shí),晶體里結(jié)合著一定數(shù)目的水分子,這樣的水分子叫結(jié)晶水。)的物質(zhì),其穩(wěn)定過(guò)飽和溶液容易生成,如硝酸銅、硝酸鍶、硫代硫酸鈉、醋酸鈉等。