Page 59 - 化学魔法师入门手册
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上海大学附属中学校本课程 化学魔法师入门手册——创新实践篇
第五节 点“水”成“冰”
实验目的
1. 了解过饱和现象及其原理。
2. 掌握醋酸钠过饱和溶液的配制方法，并了解溶解结晶过程中的热效应。
3. 理解产生“热冰”现象的原理，并掌握扰动过饱和溶液的方法。
实验原理
一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的
溶解度，而溶质仍不析出的现象叫过 饱 和 现 象 ，此时的溶液称为过 饱 和 溶
液。
过饱和溶液是不稳定的，当往溶液中加入一小块溶质晶体，即能引起过
饱和溶液中溶质的结晶。饱和溶液能存在的原因，是由于溶质不容易在溶
液中形成结晶中心，即晶核。因为每一晶体都有一定的排列规则，要有结
晶中心，才能使原来做无秩序运动着的溶质质点集合起来，并且按照这种
晶体所特有的次序排列。不同的物质，实现这种规则排列的难易程度不同，
有些晶体要经过相当长的时间才能自行产生结晶中心，因此，有些物质的
过饱和溶液看起来还是比较稳定的。不同物质形成稳定的过饱和溶液的能
力，首先取决于物质组成。一般固态下含有结晶水的物质，因其稳定，故
过饱和溶液容易生成，如硝酸铜、硝酸锶、硫代硫酸钠、醋酸钠等。
在此实验里，醋酸钠溶解和结晶的反应式：
CH COONa• 3H O s CH COO − (aq + + (aq + 2 (aq )
) 3H O
( )
) Na
3
3
2
冷却的醋酸钠过饱和溶液，暂时处于亚稳态。当受到某些刺激（如加入
一些固体的晶体或晃动使其产生微小的结晶）则此状态会失去平衡，平衡
逆向移动，过多的溶质就会结晶，恢复成一个适合此时温度的平衡状态（饱
和溶液状态）。由于该过程会放出大量的热，因而烧杯壁会有烫手的感觉，
俗称“热冰”。
实验器材和试剂
实验器材：
150mL 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、铁架台、蒸发皿、石棉网、酒精灯、温
度计
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