过年了!科普编辑亲手做宝石送亲友,结果竟然做出这种东西……

百科   科学   2025-01-25 06:30   北京  

新的一年,我们希望和你一起探索生活中的科学!我们将观察网络上讨论度高的视频或现象,看看这些“生活小妙招”是否有用,热门的食品是否好吃,或者去探索一些奇怪问题的答案……
如果你发现了什么好玩、好奇和未知的事情,别忘了投稿给我们!

这次不炸微波炉了,小编想着作为科学编辑,回老家的时候总要带点什么科学土特产给家里孩子。思来想去,最近水晶好像挺火的,那不如就做个美丽的蛋壳晶洞吧!
蛋壳里怎么“种”水晶?

一些简单的科学小知识

原理很简单,就是利用了溶质从过饱和溶液中析出,结晶形成晶体这个现象。

大多数情况下,固态溶质的溶解度会随着溶液温度的升高而增大,因此理论上溶液温度越高,溶解度越高,这时溶液中能溶解更多溶质。随着溶液温度降低,溶解度也降低,里面容纳不下的溶质就会析出,凝结为晶体。除了温度的影响,随着水分蒸发,晶体也会不断析出

氯化钠(NaCl)的溶解度随温度变化不大,主要是随着水分蒸发析出晶体。丨wiki

我们先准备了“蛋壳晶洞”的载体——蛋壳,这个过程可以说是一个手艺活,具体操作过程可以看下面的步骤!然后就开始制备溶液。

我们选择的溶质是食盐和绵白糖。首先烧了一壶开水,然后倒进纸杯里,接着向里面加入大量固体,直到新加入的固体不能继续溶解为止。(在这个步骤可以大胆加料,我们的容器是常见的纸杯,倒了大半杯热水,哐哐一顿往里倒盐和糖都能溶解掉!)最后向盐水中滴入了蓝色食用色素向糖水中滴入了红色食用色素

蛋壳和溶液都准备好后,就可以将溶液倒入蛋壳,静候时间的魔法。

科普小编开始在办公室做宝石了
同事看了只有沉默的份儿
我们花了10分钟在公司楼下的便利店集齐了此次实验所需的材料:
然后对鸡蛋进行一系列非常复杂和艰难的操作!
其实就是制备一个干净的蛋壳。
这需要我们小心地把鸡蛋里的内容物倒出来,
然后撕掉鸡蛋里面的壳膜,
留下一个干净的蛋壳。


不过这一步真的挺难的……
引得经过的同事纷纷侧目,
而小编本人也不禁回味起了自己的职业生涯
为何会在这里花10分钟给鸡蛋剥皮

蛋壳可以说是晶体生长的“床”

而接下来要做的其实就是制备一些饱和溶液

为了迎接新年!我们特别制备了两种饱和溶液

饱和糖水(祝大家甜甜蜜蜜!)

饱和盐水(祝大家阖家欢颜!)

而蓝色和红色刚好是新一年杂志附赠的万小物盲盒印章的颜色!

你将在2月刊《万物》杂志的【家庭实验室】栏目中

看到这个小实验的具体操作方法

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倒进鸡蛋壳里,等待晶体慢慢从里面析出

我们分别记录了1天后和3天后(周五)的晶体


大家可以看到,小蓝已经成功吐出了一些晶体,虽然不是如我们所愿的那样晶体长在蛋壳内部,但好歹算是结晶成功了。但小红!它一点动静也没有,只有水慢慢减少,丝毫不见晶体析出。
为了方便观测,我们没有倒掉一开始装在杯子里的两杯溶液,随着温度降低和水分蒸发,它们应该已经到了过饱和状态,可以看到小蓝的杯子壁上挂着一些晶体,为什么小红迟迟不能结晶呢?

答案就在于小蓝是盐水,而小红是糖水晶体的形成过程是先出现晶核,然后晶核不断长大。
食盐的成分是氯化钠,它们的结构很简单,就是氯离子和钠离子。简单来说,在形成晶核时,不同离子会通过较强的离子键结合在一起,相对容易一些。
而绵白糖的主要成分是蔗糖,它们的分子结构非常复杂,而且周围都是羟基,分子靠氢键相连,这种键比离子键弱。当蔗糖分子结合在一起时,它们之间的相互作用会复杂得多,需要排列得恰到好处,才能形成稳固的晶核。

蔗糖分子的结构。丨wiki
如果有朋友也想挑战做“蛋壳晶洞”,注意慎选白糖!尤其慎用绵白糖,因为绵白糖里加入了转化糖浆,这种物质的作用是防止糖结晶,让绵白糖质地更细、更绵密。
大家也可以试试小苏打、硫酸铜或者其他溶质,看看能结出什么样的晶体。泻盐(七水硫酸镁)也是很好的选择,它会形成针状的晶体,不加色素的话晶体是白色的,也会带有淡淡的黄色、绿色或粉色。蹲一个返图!
详细的操作流程,可以参见我们的视频⬇️
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