破解墻磚“結霜”的秘密

◎湖南省懷化市會同縣林城鎮初級中學 龍麗萍 粟深杰 李奉芩 楊彬 唐宇寒

一、發現問題

在湖南省懷化市會同縣江洲寨小區，新式住宅樓正在如火如荼地建設中。我回家路過一棟毛坯房時，只見幾位師傅在墻前說著什么，于是上前詢問。

原來是墻上結滿了“白霜”。師傅們說這是“硝”，至于它的化學成分是什么，又是怎么長出來的，他們也不知道。

于是我和其他幾位同學商量，決定組建科學探究小組，探究其中的秘密。我們去往現場，仔細觀察“磚霜”的顏色、著生位置，聞其氣味，就其成分和產生原因進行探討。最后在唐宇寒的建議下，我們采集了一些樣品，帶回學校用作實驗探究。

二、猜想與設計

實驗室里，面對采集的樣品，大家熱烈討論、各抒己見。粟深杰先亮出了自己的觀點，認為它們不可能是霉菌之類的生物，因為剛燒完不久的磚沒有生物生長的營養條件，從外觀看應當是無機鹽。

于是，大家從離子的角度提出了各種猜想，并設計了檢驗方法，實驗思路見表1。

表1 實驗思路

三、探究與分析

在老師的幫助下，我們完善了探究方案，然后找來各種儀器和藥品，開展實驗探究，實驗報告見表2。

表2 實驗報告

實驗發現：我們采集的樣品易溶于水，含有大量的SO42-和Na+，不含Cl-、CO32-、K+，疑似含有NO3-和Ca2+,很可能是硫酸鈉，而且來自紅磚。由于硝酸鹽在高溫下會分解，硫酸鈣微溶于水，所以它們被排除。

圖1 收集樣品

上網搜索“硫酸鈉”得知：硫酸鈉俗名“元明粉”，其結晶水合物叫“十水合硫酸鈉”，化學式為Na2SO4·10H2O，又名芒硝，廣泛應用于玻璃、瓷釉和醫藥等領域。

圖2 實驗探究

四、結論

從實驗結果可知，“磚霜”就是十水合硫酸鈉。磚廠使用的紅土中含有硫酸鈉，由于硫酸鈉熱穩定性強，燒成磚后也不會分解，當墻面受潮時，硫酸鈉溶解在水中，滲透到表面，水分揮發后便生成芒硝，這就是墻磚“結霜”的秘密。

芒硝對房屋質量有一定影響，因此，含硫酸鈉的黏土不適合用來燒磚，建議磚廠提前進行檢測。至于怎樣處理含有芒硝的磚，讓它不長“霜”，我們將在今后繼續開展研究。

專家點評

作者們善于觀察生活中的細節，通過發現問題、提出猜想、設計合適的方案進行實驗探究，并得出科學結論，體現了較強的科學意識和高度的社會責任感。

建議對芒硝進行更詳細的介紹，并進一步探究如何讓含硫酸鈉的墻磚不長“霜”，并對不同磚廠所用的黏土進行檢測，根據檢測結果提出具有建設性的意見，從而將墻磚長“霜”的隱患消除在源頭，確保建筑質量，為保障人們的生命和財產安全作出貢獻，實現科學價值與社會價值的統一。