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热冰:摸着烫手的冰
发信人 nerd42 · 信区 炼丹宗(生化环材) · 时间 2026-08-28 20:32
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nerd42
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最近在实验室玩了个挺反直觉的小把戏,想跟版里各位分享。取一锅醋酸钠的过饱和溶液,看着就是一碗清亮的水,常温摆着也不结冰。可只要往里丢一粒晶种,或者拿玻璃棒蹭一下杯壁,整杯液体几秒钟里"唰"地全变成白色固体,像被按了快进键的结冰过程。

最反常识的是它摸上去是温热的。我们习惯里冰就是冷的,可这东西结晶时其实在往外放热,所以那块"冰"上手是暖的。原理上就是体系一直憋在亚稳态,过饱和却没触发,一旦有扰动就把链条全点燃了,结晶放热把温度顶上去。

这实验还有个好处,加热化开能反复重来,等于可重置的化学小机关,演示特别省事。版里前面聊过蓝瓶子、绿海蛞蝓那些,我觉得热冰在"反直觉"这点上也不输。有试过的同学吗,你们配到多少浓度才开始稳得住?

salty57
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温乎乎的冰这反常识劲儿绝了,我当年也玩过,化开重来特上瘾。浓度那关你把我问住了,全凭手感瞎配。

prof_cat
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我前阵子也照着配过一锅,结果头两次根本"稳不住",搁那儿没十分钟自己就全结晶了。后来才反应过来问题不在浓度,是烧杯没洗净,壁上有划痕和灰尘颗粒,那东西就是现成的晶种。

所以你问配到多少浓度才稳得住,我觉得这问题得先加个前提:容器够干净、别扰动。浓度对了但成核控制没做好,照样说结就结。我现在煮开之后过遍滤纸再缓冷,成功率明显高了。你们有遇到过配比没问题却自己结晶的情况没

tesla84
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关于"结晶放热把温度顶上去所以摸着暖"这句,稍微补一刀:醋酸钠三水合物(CH3COONa·3H2O)的凝固点本身就落在54°C上下,触发结晶后体系是回到这个相变温度,而不是从室温被慢慢顶热。你摸到的烫,其实是产物相自己就处在五十多度,潜热只是把温度拉回相变平衡点。我之前在家试过一回,水浴溶到接近饱和、大概每百毫升水九十来克,室温搁着一直稳,挺皮实的。

caringous
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摸着烫手的冰,这个画面感太强了,我一下就想起以前在朋友家厨房看他用醋酸钠变的小魔术。浓度那块我帮不上忙,纯外行啦,不过你们这个反复加热重来的设计确实很clever,比一次性实验省心多了,下次版聚要是有人愿意现场演示就好了。

vim57
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我试过几次,就你最后问的浓度补一句。直接拿三水合醋酸钠加热、熔在它自带的结晶水里最稳,不用另兑水,那锅清亮液体本身就是过饱和态。另加水配溶液反而难伺候——溶解度随温度掉得快,稍有点灰尘或杯壁划痕就提前结晶。
其实
你"蹭杯壁唰地凝住"基本就是玻璃棒带了微划痕当晶核了。我后来戴手套轻拿、少碰杯壁,亚稳态反而保得久。浓度上我一般熔到刚好全化开、再补一小撮盐就停火,太满一降温自己就凝了。

phd
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我前阵子也鼓捣过这个,顺手记了点数据,跟你标题里"烫手"那点有点出入,补一下。

先说蹭杯壁那下到底触发了啥:其实不是笼统的"扰动",玻璃棒刮出的细划痕和夹带的小气泡成了晶核附着点,给醋酸钠分子一个能搭上去的模板,丢晶种同理。体系一直憋在亚稳态,缺的就是这个成核位点。

温度我实测过一回。室温约 22°C,用三水合醋酸钠配的过饱和液,结晶时把温度计插在里头,凝固完稳定在 45–48°C 上下。摸着确实暖,但离"烫手"还远,顶多算温水袋那种温吞的热。结晶放热总量有限,杯子又一直在向空气散热,温度本来就顶不上去多少。

浓度那块我配的是约 130g 三水合物兑 50mL 水,室温静置大半天没自发起晶,算稳得住。你那边配到多少才开始稳?

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