3种方法来制作盐晶体

共同创作者是 Meredith Juncker, PhD

参考

当晶体好像从一杯水中凭空出现时，看起来非常神奇。实际上，它们是由已经溶解在水中的物质形成。你可以进行自己的盐晶体实验，了解其中的原理。

方法 1

方法 1 的 3:

制作简单的盐晶体

1
用平底锅把水烧热。只需要一点点水，大约120毫升。将水烧热直到开始冒泡泡。
- 小孩可以让大人帮忙把水烧热。
- 蒸馏水效果最好，用自来水也可以。^{[1]
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  可靠来源
  Science Buddies
  前往来源}
- 水杯加热后，它的分子活动会加速。
2
选择盐。盐的种类很多，每一种都会生成不同形状的晶体。尝试以下的一些盐，看看会发生什么：
- 食盐要几天才能生成晶体。加碘盐效果也不好，但仍可以形成晶体。^{[2]
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  研究来源}
- 泻盐会生成比较小的针状晶体，但晶体生成的速度比食盐更快。这种盐可以在药房买到。
- 明矾生成晶体的速度非常快，有时几个小时就出现可见的晶体。^{[3]
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  研究来源} 在杂货店的调料货架可以找到。
3
拌入尽可能多的盐。停止对平底锅加热。倒入大约60-120毫升盐，并搅拌直到水变清澈。如果水中再也看不见盐粒，再拌入一汤匙盐。继续拌入更多的盐，直到搅拌时盐粒不再溶解。
- 这时，水变成了过饱和溶液，也就是溶液（液体）中的盐已经超过水的溶解能力。当你加热溶液（水）时，它的分子运动加速，从而在分子之间形成更多空间，让比平时更多的溶质（盐）被吸收。
4
将水倒入一个干净的广口瓶。小心地将热水倒入一个广口瓶或其它耐热的透明容器。容器应该干净，不能有干扰晶体生长的任何东西。
- 倒入时要缓慢，并在盐粒即将掉入广口瓶时停下来。如果广口瓶中有未溶解的盐粒，晶体可能会长在这些盐粒四周，而不是细绳上。
- 由于过饱和溶液非常不稳定，一旦受到干扰，盐会从溶液中析出来。这意味着它会开始形成晶体，从而带走溶液中的热量。^{[4]
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  研究来源}
加几滴食用色素能改变晶体的颜色。它也能使晶体变得更小或更粗糙，但通常影响不大。
6
在铅笔上系一根细绳。铅笔要足够长，能够横放在广口瓶瓶口。你也可以用棒冰棍或小木棍代替铅笔。
- 细绳上微小的凹槽和粗边为盐的附着和生长提供了空间。^{[5]
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  研究来源} 不能用鱼线，因为它太光滑了。
细绳只有水面以下的部分才会有晶体生长。剪短细绳时，要注意别让细绳触碰到广口瓶底部，否则生成的晶体可能会很粗糙，并且很小。
8
在广口瓶瓶口放平铅笔。细绳应该悬挂在广口瓶里面，延伸到水中。如果铅笔会动来动去，可以用胶带把它固定到广口瓶上。
- 尽量不要让细绳触碰到瓶子侧面。否则靠近这一侧生成的晶体会更小、更粗糙。
9
将广口瓶转移到一个安全的地点。将容器放置在动物和小孩触碰不到的地方。下面有一些小诀窍：
- 如果要快速生成团状晶体，可以把广口瓶放在太阳下晒，并且（或者）在旁边放一台风扇用低档风吹。这样晶体可能在尺寸很小时就会停止生长。
- 如果想要获得单个的大晶体，而不是团状晶体，可以把广口瓶放在阴凉的地方。^{[6]
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  研究来源} 在瓶子下面放一个泡沫塑料垫或类似材料，以吸收震动。^{[7]
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  研究来源} 虽然最终得到的晶体仍可能是团状的，但其中单个晶体的尺寸更大。
- 泻盐（和一些不常见的盐）在冰箱中生长的速度要比在太阳光下更快。
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等待晶体形成。定期回来查看细绳上是否已经有盐晶体生成。泻盐或明矾晶体可能在数小时内开始生长，但也可能要一两天。食盐通常需要一到两天才开始生成晶体，有时需要多达一周时间。当看到细绳上有小的晶体后，这些晶体在接下来两周一般会越长越大。
- 当水变凉时，它含有的盐要比冷水能够溶解的多出很多。这会使它变得非常不稳定，因此溶解的盐将从水中析出，只要有微小的推动力，就会附着到细绳上。^{[8]
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  研究来源} 随着水的蒸发，盐留下来，使它变得更加不稳定，并促进晶体的生成。
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方法 2

方法 2 的 3:

生成单个的大晶体

1
生成满满一杯盐晶体。按照制作简单晶体的操作说明，但是使用蒸馏水，并且不使用细绳或铅笔。把盐水放在容器中。接下来几天，容器的底部将会生成一层小晶体。
- 用一个宽而浅的平底容器代替广口瓶。这样更容易生成不与其它晶体融为一体的单个晶体。^{[9]
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  研究来源}
- 这种方法用泻盐效果不好。不妨尝试使用明矾或食盐，或者查看部分3的各种变化来获得更多创意点子。
2
选择一个晶种。有晶体生成后，将液体倒出并查看晶体。用小镊子把晶体取出来检查。选择一个作为“晶种”，它将成为晶体的生长核心，形成更大的晶体。找到符合以下描述的晶体（按重要性顺序排列）：^{[10]
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研究来源}
- 选择没有与其它晶体接触的单个晶体。
- 选择表面平整、边缘笔直的晶体。
- 选择大晶体（至少达到豌豆大小）。^{[11]
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  研究来源}
- 最好找出几个晶体，并按照下述方法将每一个晶体单独放到一个广口瓶中。晶体可能会溶解或不再生长，所以多准备几个是非常重要的。
3
连接鱼线或光滑的线。用强力胶将线粘到晶体的一面，或把线系到晶体上。
- 不要使用细绳或粗线。我们需要光滑的表面，这样晶体才不会长在细绳上，而是长在晶体上。
4
制作新的溶液。选择蒸馏水和相同类型的盐。这次只需将水稍微加热到室温以上。将盐拌入水中，形成刚好饱和的溶液。非饱和溶液可能会使晶体溶解，而过度饱和的溶液将使盐粒覆盖到晶体上，导致生成团状物质。^{[12]
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研究来源}
- 解决这个问题还有一些更快的方法，但难度更大，并且可能需要一些化学知识。^{[13]
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  研究来源}
5
将晶体和溶液加入到一个干净的容器。先将广口瓶清洗干净，然后用蒸馏水彻底冲洗。将新的溶液倒入广口瓶，然后把晶体悬挂在瓶子中心。按以下方式保存：
- 将广口瓶放到阴凉黑暗的地方，比如矮橱柜中。
- 在瓶子下面垫一块泡沫塑料垫或其它材料，以吸收震动。
- 用一张咖啡滤纸、纸或薄布盖住瓶口，防止灰尘进入。不可使用不透气的密封材料。
6
定期检查晶体。此时，晶体的生长速度将会变慢，因为需要蒸发一点水，才能让盐粒附着到晶体上。当所有条件都具备后，晶体在生长过程将保持外形不变。你可以随时把它取出来，但多数人都希望让晶体生长几个星期。
- 大约每两个星期，将溶液倒在咖啡滤纸上，过滤掉杂质。^{[14]
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  研究来源}
- 这个过程难度较大。即使有经验的晶体培育者，有时也会不小心让晶体溶解或成为团状。如果你有一个完美的晶种，最好还是先用差一点的晶种进行试验，以确保溶液能够成功生成想要的晶体。
当晶体足够大时，将它从溶液中取出并晾干。在晶体所有表面都刷上一层无色指甲油，防止晶体经过一定时间后被侵蚀。^{[15]
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研究来源}

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方法 3

方法 3 的 3:

尝试不同的变化

1
尝试不同的物质。很多物质都可以利用上述方法形成结晶。很多材料可以在化学品商店买到。以下是一些可选方案：
- 硼砂，用来生成白色或染色晶体
- 硫酸铜，用来生成蓝色晶体^{[16]
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  研究来源}
- 铬矾，用来生成紫色晶体^{[17]
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- 单水醋酸铜，用来生成色泽很深的蓝绿色晶体^{[18]
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- 警告： 这些化学品在吸入、吞入或直接用手接触时可能对人体有害。务必阅读标签上的安全说明，儿童不能在没有成人监督下操作这些化学品。
将几根烟斗通条或粗线系在一起，形成一个星形。将它们放入盐溶液中，然后就等着星形被小晶体覆盖，形成一片闪闪发亮的雪花。^{[19]
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研究来源}
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制作一个晶体花园。与其制作单个晶体，为什么不制作满满一杯晶体呢？先制作好盐溶液，然后将溶液倒在容器中的小块海绵或木炭球上。加入少量白醋，并搅拌均匀，一夜之后就会有晶体生成。^{[20]
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研究来源}
- 倒入的溶液要使海绵吸收饱和，但又不能淹没海绵。
- 给每块海绵滴一滴食用色素，制作不同颜色的晶体。
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