点水成“冰”

◆徐 海 公 明

“照水冰如鉴，扫雪玉为尘。”唐代诗人陈寡言的一首《山居》将冰雪的绝美姿态细腻地呈现在我们眼前。冰至洁至美，实际上它是水在特定条件下发生的形态转变。

我们知道，在标准大气压下，水的凝固点为0℃，水所以在0℃时会由液态水变为固态冰。那么在常温下，能否见证点水成“冰”的奇迹？

魔术材料

醋酸钠、清水、烧杯、瓷盘、玻璃棒、天平、量筒、电磁加热器。

图1 实验器材

魔术步骤

1.戴好防护手套和护目镜，将所用烧杯、玻璃棒、瓷盘洗净晾干。称取50 g醋酸钠，量取50 mL清水。

图2 称取醋酸钠

2.将醋酸钠倒入烧杯中，加入50mL清水溶解。

图3 加水溶解

3.将溶液加热至80℃，用玻璃棒不停地搅拌，让醋酸钠充分溶解。

图4 加热溶解

4.将醋酸钠溶液倒入瓷盘中，待溶液冷却到室温。

图5 将醋酸钠溶液倒入瓷盘中

5.用玻璃棒蘸取少量醋酸钠，轻轻触碰溶液。

图6 轻点溶液

6.玻璃棒触碰醋酸钠溶液后，溶液迅速“结冰”，只要几秒钟，溶液全就变成固态“冰块”了！

图7 点水成“冰”成功啦

“徐”徐道来

在这个实验中，“点水成冰”现象的出现是由于过饱和溶液的不稳定性而产生的。醋酸钠的热饱和溶液在不受扰动的情况下冷却时，结晶作用往往不会发生，我们把这种溶液称为过饱和溶液，是一种介稳体系，本身虽然是不稳定体系，但尚能存在。用玻璃棒引入溶质时，这些溶质充当了晶核的角色，即让过饱和溶液可以析出过量的溶质，形成结晶，这便是“冰”的由来。

中南大学教授 徐 海

科学大视野

当你在寒冷的冬天漫步于结冰的湖面周围时，你有没有想过——为什么湖面结了厚厚的冰，但冰面下的鱼却游得自由自在呢？

原来，这与水的反常特性有关：当水在4℃以上时，它符合热胀冷缩的特性，水在低于4℃时却会热缩冷胀，这是水非常重要也是很有价值的特性之一，这也是保障湖中生物存活的重点。当水结成冰时，冰的密度小，能浮在水面上，这时冰面下的温度甚至还有可能比空气的温度更高。所以，冰面下的生物依然能在水中畅游。