欢迎您:登录 | 注册
科普之友首页
※您现在的位置: 科普之友 >> 化学 >> 化学实验 >> 正文  

食盐溶解于汽水为什么形成喷泉?

来源:不详       更新时间:2013-8-9 12:09:20
 

  一小撮食盐投入到可乐汽水中,居然引起汽水急剧喷出,貌似浓硫酸与水混合后造成的暴沸!这是南京外国语学校两个九年级学生在探讨物质溶解现象时,无意的玩闹却看到这个奇怪的现象。他们向我请教这个问题时,认为是氯化钠溶解于水放热导致。


  但是,氯化钠溶解过程中由于扩散和水合程度大致相当,热效应并不明显,我用普通水银温度计检测了“喷泉”前后的温差,发现根本无法观察到水银液面在刻度上的变化,向他们证明溶解过程中热效应不足以使汽水喷出。为了进行对比,我指导学生用生活中常用的蔗糖做了相同实验,虽然也有大量气泡携带着液体涌出,但剧烈程度不如食盐。


  那么究竟是什么原因呢?我从三个角度进行分析:


  其一,可乐、汽水本来就是通过高压加大CO2溶解度形成的过饱和溶液,处于一个不稳定状态。从结构和作用力角度分析,食盐溶解于水,解离成钠离子和氯离子,与极性较强的水分子通过静电引力结合;CO2为非极性分子,与水的作用力远不如阴阳离子。离子与水的结合竞争力大于CO2,导致CO2大量逸散而出。从热力学角度思考,气体的熵大于液体,所以CO2的逸出是有利于熵增的。


  其二,正如前面所述,汽水中有大量的二氧化碳气体,是加高压溶解在水中,存在的溶解平衡受到温度、压强、浓度等因素的影响。溶在水中的二氧化碳要形成气泡,必须要有成核位置,我们平时如果将几粒葡萄干置于汽水中,会发现其表面附着数十个小气泡,也就是这个道理。未溶解的盐粒则可充当成核位置,二氧化碳会先在成核位置形成微泡,在上升的过程中与其它微泡结合然后逐渐变大。


  其三,在水中加入一些难挥发的物质时,由于溶质的加入必然会降低单位体积内水分子的数目。在单位时间内逸出液面的水分子数目相应的减少,也就是使溶液的蒸气压降低,CO2溶解度随之降低。由于食盐是强电解质,电离后溶质粒子数目翻倍,根据稀溶液的依数性,如果放入等摩尔的非电解质蔗糖,溶质粒子数目不会增多,实验的“喷泉”效果理应不如食盐。我们的实验结果也说明了这点。


  (作者说明:本文发表于《教学仪器与实验》2006年第8期,后来发现美国JCE几乎同期也有类似探究文章发表。该文发表后发现“曼妥思”薄荷糖的“沸腾效果”比食盐还好,思考可能是其中的特殊成分造成的。“曼妥思”薄荷糖配料表中包括白砂糖、葡萄糖浆、米淀粉、氢化植物油、阿拉伯胶、食用香精、结冷胶、蔗糖葡萄糖酸酯、巴西棕榈蜡等。普通的糖和香精可能不是关键因素,最有可能的是各种胶和蜡特殊的表面效果,感兴趣的老师和同学可以进一步做实验对比探究。)

  • 上一个化学:

  • 下一个化学:

  • 初中化学知识点汇总(十):酸和碱

    白磷燃烧的实验改进

    乙炔气体的优化制法

    化学实验:蔗糖焰火实验

    番茄电池

    氮气的实验室制备

    初中生如何读化学方程式

    原电池和电解池的比较

    化学反应中的热知识

    深知识迁移障碍在化学学习中的呈

    化学必考知识点解密:铁

    高中化学苯与溴的卤代反应实验设
    化学实验
    自然地理
    普通自然地理[今日地理]挪威少年被狼群包围 放重金属乐
    普通自然地理[今日地理]中方赴日调查大熊猫猝死 应获赔
    普通自然地理[今日地理]南极海底发现火山群:部分高达
    普通自然地理[今日地理]刚果金发现新种青蛙:透明蛙体
    宇宙奥秘
    [航空航天]强烈太阳耀斑恐袭地球 能量等级
    [航空航天]印度“一箭四星”成功发射首颗
    [航空航天]70亿光年现巨型星系团 质量相当
    [航空航天]美国发射朱诺号木星探测器 201
    未解之谜
    [UFO飞碟]UFO飞碟目击.中国古代曾有飞碟
    [未解之谜新闻]专家称外星人或已脱离生物阶段
    [UFO飞碟]流星雨引发邕城追星奇遇 市民以
    [麦田怪圈]来!实地考察麦田怪圈视频
    生命科学
    [生物*医学]香港中大发现抑癌基因助抗癌 3
    [生物*医学]全新检测老年痴呆方法 30秒可检
    [生物*医学]美瘫痪体操冠军冷冻脊骨后恢复
    [生物*医学]强化免疫麻疹疫苗谣言四起 疫苗
    动物世界
    [动物趣味知识]问问什么东西能越吃越瘦打一动
    [动物趣味知识]小明家养的公鸡是母鸡的1/7,母
    [动物趣味知识]最高级的爬行动物是什么? 
    [动物趣味知识]以动物为名的童话故事有哪些 
    科普文章
    [物理资讯]笔杆上的小孔有什么功用
    [化学教学教研]初中化学实验教学中“三不要”
    [科学考古]秘鲁西潘王室墓群考古新发现 出
    [化学教学教研]我省中学化学实验教学情况简析
    [医药健康]肥胖导致交感神经活动增强
    [力学]投铅球时为什么要滑步 
    设为首页 | 加入收藏 | 联系我们 | 友情链接 | 使用本站前必读
    Copyright © 2007 - 2013 科普之友( www.kepu365.com ) Corporation, All Rights Reserved