神奇的熱冰實驗，讓你“點水成冰”

朱繼銀

實驗材料

筷子、白醋、小蘇打、燒杯（或玻璃杯）、密封袋、滴管、鍋

實驗步驟

1準備一個燒杯，首先加入50毫升的白醋，然后將小蘇打慢慢地加入白醋中。注意：這時白醋與小蘇打發生化學反應，會冒氣泡，需要做好防護措施。為了避免反應過于激烈，加入小蘇打的速度不宜過快，若反應過快溶液會溢出燒杯。

實驗步驟

2將小蘇打和白醋混合溶液靜置一個小時。一個小時后，在混合溶液中加入10毫升水（常溫），將燒杯放入鍋中，用鍋將混合溶液加熱。邊加熱，邊用筷子攪拌，直到混合溶液變得澄清透明。在加熱過程中，杯壁上會出現白色結晶，注意不要把它們重新攪入混合溶液中。加熱結束后，將白色結晶收集起來，這些結晶就是作為晶種的醋酸鈉。

3用滴管吸取適量溶液放于密封袋中。將袋子封好，防止灰塵等進入，等待混合溶液冷卻。冷卻過程中千萬不要晃動密封袋。

靜置一小時后的混合溶液

加熱中的混合溶液

4溶液冷卻后，打開密封袋，用滴管蘸取剛剛準備好的醋酸鈉結晶，沿密封袋一側將醋酸鈉結晶緩慢放入溶液中。你會發現，袋中的溶液會迅速“結冰”。此時的“冰塊”會發熱，可以用手輕輕觸碰，感受一下（注意防護）。

蘸取少量醋酸鈉晶體

“熱冰”

實驗原理

小蘇打，學名碳酸氫鈉，分子式是NaHCO3。這是一種白色結晶性粉末，呈弱堿性，遇酸可以分解產生二氧化碳。白醋，主要成分是醋酸，其分子式為CH3COOH（其蒸氣對眼睛和鼻子有刺激性作用，實驗過程中需要小心防護）。

我們先來看一下碳酸氫鈉和醋酸的化學反應方程式：

NaHCO₃+CH₃COOH=CH₃COONa+H₂O+CO₂↑

從這個方程式可以看出，小蘇打和白醋混合會產生醋酸鈉和大量氣體，這些氣體就是二氧化碳。醋酸鈉的溶解度很大，當把水和醋酸鈉混合后加熱，醋酸鈉會很快地溶解在水中。當混合液體變得清澈，醋酸鈉就全部溶解了。

我們制得的醋酸鈉溶液是過飽和溶液。過飽和是一種亞穩態，當受到一些外界刺激（如加入一些固體的晶體作為晶種或晃動使其產生微小的結晶），這個亞穩態會失去平衡，過多的溶質就會結晶，恢復成一個適合此時溫度的平衡狀態。實驗前醋酸鈉溶液為無色透明，與水極其相似。輕微晃動冷卻好的醋酸鈉溶液就會有“冰”出現，結晶是一個放熱過程，所以這種“冰”是熱的，故稱“熱冰”。

提示：此實驗有大量氣體生成，有一定危險性，建議小讀者在家長陪同下完成。醋酸有刺激性氣味，實驗過程中盡量佩戴口罩和一次性手套，注意保護口鼻和眼睛。

（責任編輯/高琳 美術編輯/韋英章）