本
文
摘
要
科学甲做氯化钠结晶过程
夏季氯化钠溶解在水里面,达到饱和溶液,气温约30°左右,在冬季气温降到0°左右,氯化钠就会结晶出来颗粒,当水挥发后氯化钠也会饱和度变大,结晶体是在水中结晶,还是在容器壁上结晶?
了解了氯化钠结晶原理才能够解释方解石的结晶过程,才能够知道古气候的变迁,才能够找到地质的演变过程。氯化钠结晶的姿态,记录了气温的变化;方解石的结晶姿态也记录的环境的变迁,我们的目的不是看氯化钠结晶,是看氯化钠记录的气温变化。
图1钟乳石洞穴内的方解石晶体族,水平排列了4排,每粒晶体如同大米粒大小图1钟乳石洞穴内的方解石晶体族,水平排列了4排,每粒晶体如同大米粒大小,
也就是洞内的水位发生了4次减少,洞内的水位为什么减少?高温蒸发了,高温来自哪里?太阳不能直射在水面,太阳天天都有,不可能是4天蒸发的,结晶一排的时间肯定不是一天,
洞内水能够蒸发,温度在100°以上,钟乳石的温度在100°以上,太阳不可能把钟乳石晒的100°,你猜高温来自哪里?
方解石晶体(CaCO3),产地美国密苏里州这是氯化钠在塑料桶里面结晶的情况(俯瞰)氯化钠从水中结晶出来,在桶壁上面结晶了一圈,一个环形结晶带,
在桶底中心也有晶体,桶底中心是最高的,大家都知道油桶底的结构,中心底下有空气,会不会有关系?桶底周围一圈圈结构,有白色结晶。
这是结晶带的一部分,结晶带下面的边缘就是溶液的高度,结晶是在水面结晶的,因为水分挥发液面不断下降,结晶带也下降,所有结晶带越来越宽。此时如果突然给溶液加热,水分迅速挥发,液面迅速下降,因为溶液温度升高,饱和度变小不会在桶壁上结晶,停止加热,溶液温度降低,又可以在桶壁上结晶,形成一条新的结晶带,与图1钟乳石洞内的结晶情况一样。
图中黑色圆圈内是在水下面桶壁上的氯化钠晶体,是刚刚结晶的晶体,红色方框内是刚刚露出上面的晶体,由上往下结晶的晶体越来越少,因为水里面的氯化钠越来越少,可是形成的晶体颗粒要比上面大,看来晶体是在水里面形成的,水面下降后才露出来的;冷却热饱和,在冬季温度低的时候结晶,夏季温度高了,饱和度小,就不能结晶了,夏季温度高,水挥发快,因为水减少,饱和度就会升高,在第二个冬季温度低的时候,又会结晶出一圈氯化钠。盐水里面的氯化钠在温度低的时候,水里面溶解不了那么多,于是会结晶,要么在水里面结晶,要么在桶壁上面结晶,结晶的地方是温度最低的地方,就是失温散热的地方,如水面、容器壁,特别是水面和容器壁交汇处,温度最低的地方就是饱和度最高的地方。
水面下降后正在生长的晶体还没有完成一个晶体结构,所以形成的晶体都是残缺不全的晶体,于是就没有尖锐的棱角。黑色圆圈里面的晶体还没有长大,因为温度升高,饱和度下降,晶体不能生长,而且开始融化,所以没有尖锐的棱角。
氯化钠结晶带放大图氯化钠再放大图,氯化钠的红色是桶外面商标颜色折射出来的氯化钠结晶的晶体形状与方解石结晶的晶体形状不同,但是结晶的原理是一样的。
这是桶底结晶的白色氯化钠晶体,黑色颗粒是花椒,做参照物桶底结晶的晶体全部是规则的6面体,棱角尖锐,空气里面结晶的晶体棱角圆滑。因为桶底
与地面接触,温度最低,饱和度高,还在结晶阶段,如果温度继续升温,晶体就会溶解棱角就熔化了。
图中黑色箭头指示的地方,是一个豁口,在结晶的过程不可能形成一个断裂的豁口,这个豁口好像是流水冲刷出来的,可能是桶壁生成过水蒸气,水蒸气流淌下来溶解出来这个豁口。晶体的棱角会不会被水蒸气溶解了?这是氯化钠的特征,方解石只要结晶就不会再溶解。氯化钠结晶桶剖开图、桶几乎是密封的,水挥发的慢,才能够结晶出足够大的晶体,
盐水倒掉后,桶底结晶的6面体晶体。
桶底紧贴地面温度更低,所以,在盐水里面也能够结晶晶体。