结晶恒久远,一颗永流传 ― 制作美丽的结晶课件.ppt

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1、結晶恆久遠，一顆永流傳—製作美麗的結晶指導老師:張宏彬學生:黃雋,張惠婷,楊孟傑壹.摘要藉由硫酸銅晶體形成的實驗操作，了解水溶液溶解度與飽和溶液的關係，體驗過飽和溶液結晶的奧妙過程，並探討影響結晶的因素，嘗試找出製作晶體的最佳條件。貳.研究動機綜合課時，老師帶著全班同學到圖書館…翻著翻著書，無意間我們從書中看見了各式各樣的晶體，而這些晶體，無論是顏色或形狀，都相當美麗。在好奇心的驅使之下，一下課我們就跑到廚房要了點食鹽，根據上學期自然與生活科技課程所提到『水溶液中的容質在過飽和的狀態下會有結晶的析出』，準備溶解出一杯飽和溶液，想親手作出像水晶般的食鹽結晶

2、，可是經過一下午的等待，水杯裡卻始終沒有晶體出現，大家都覺得奇怪，所以就想利用這次機會做些簡單的實驗，探討如何才會產生晶體，在什麼樣的情況下，產生的晶體會較大、較美，甚至做出奇特的寶石結晶。參.研究目的一.認識水溶液的溶解度與結晶二.學習實驗的設計與操作。三.探討環境溫差對結晶的影響。四.探討不同附著物質對結晶速度、大小的影響。五.探討溶液密封與否對結晶速度、大小的影響。六.探討晶種對結晶速度、大小的影響。七.探討兩種不同溶質在同一溶劑中的結晶情形。肆.實驗設備與器材用具:燒杯、玻璃棒、漏斗、濾紙、牙籤、冰箱、保鮮膜、美工刀、棉線、毛線、釣魚線、酒精燈實

3、驗藥品:食鹽、冰糖、蔗糖、味精、硫酸銅、明礬。伍.研究原理與過程—溶解度一.溶解度定溫定壓時，飽和溶液中所含溶質的量，稱為該溶質在該溫度、壓力下的溶解度。伍.研究原理與過程—溶液(飽和溶液)飽和溶液—在一定量的水中與一定的溫度下，所能溶解的溶質量是有限的，溶質在水中無法繼續溶解時，多餘的溶質便沉在杯底，即使經過攪拌也無法令更多的溶質溶解。此時杯中水溶液所能溶解的溶質已達最大量，我們就稱之為「飽和溶液」。伍.研究原理與過程—溶液(未飽和溶液)未飽和溶液—溶劑中所能溶解的溶質未達最大量，此時的溶液稱之為「未飽和溶液」，如果再繼續加入少許溶質時，固體溶質會繼續

4、溶解。伍.研究原理與過程—溶液(過飽和溶液)過飽和溶液—利用較高溫度配置溶液達到飽和後，再降低溫度，水溶液在高溫中溶解度較高，一旦降溫後溶解度也降低，但溶質的量不減，因此，水溶液的濃度大於最大溶解度，此時的溶液稱為「過飽和溶液」。過飽和溶液是一種不穩定狀態，過量的溶質會伺機結晶析出而成為飽和溶液。伍.研究原理與過程—結晶利用物質在水溶液中的溶解度對溫度變化的差異，將水溶液加熱後配置成飽和水溶液，再將溫熱的飽和水溶液與過剩的溶質藉由過濾分離後，當水溶液溫度降低時即成為過飽和水溶液，過剩的溶質會結晶析出形成晶體。伍.研究原理與過程—實驗步驟(一)(一)製作各

5、種不同的結晶1. 用燒杯裝取5杯熱水，分別配置食鹽、冰糖、味精、明礬、以及硫酸銅的飽和水溶液。2.取出上層較清澈水溶液倒入小燒杯中，靜置一段時間等結晶成形後，挑選晶體形狀較規則的結晶做為晶種。3.將剩餘的飽和水溶液加熱，溶解更多的溶質，配置溫熱的飽和水溶液。4.將晶種用綿線綁好吊入所配置的過飽和水溶液中，靜置等待結晶。實驗結果(一)—明礬明礬結晶—八面體結晶,呈白色透明實驗結果(一)—食鹽食鹽結晶—六面立方晶體,白色透明,中間有對角十字特徵實驗結果(一)—硫酸銅硫酸銅結晶—寶藍色菱形晶體特徵明顯伍.研究原理與過程—實驗步驟(二)(二)容器加蓋與否對結晶的

6、影響1. 用燒杯裝取熱水200mL，配置硫酸銅飽和水溶液。2.將飽和溶液過濾後，分別倒入A、B、C三個小燒杯中。3.將A燒杯口封上保鮮膜。4.將B燒杯口封上保鮮膜，並戳破數個小孔。5.C燒杯則不做任何處理。6.將三杯飽和水溶液靜置於通風處，觀察它們的結晶情形。實驗結果(二)—加蓋硫酸銅燒杯完全密封—具有菱形晶體特徵，沉晶顆粒較細小實驗結果(二)—蓋保鮮膜戳孔蓋保鮮膜戳孔—線上晶體較大，且沉晶顆粒亦較大實驗結果(二)—燒杯完全開口燒杯完全開口—結晶速度較快，且線上晶體形狀完整伍.研究原理與過程—實驗步驟(三)(三)不同的溫差環境對結晶的影響1.用燒杯裝取熱

7、水200mL，配置硫酸銅飽和水溶液。2.將飽和溶液過濾後，分別倒入A、B、C三個小燒杯中，各吊入一條綿線，杯口封上保鮮膜並戳破數個小孔。3.將A燒杯置於冰箱下層冷藏室中。4.將B燒杯置於室溫下環境。5.將C燒杯置於預熱過的保溫箱中。6.每小時觀察三個燒杯中的硫酸銅結晶情形。實驗結果(三)—放置冰箱放置冰箱結晶—晶體較大，菱形特徵完整,沉晶顆粒呈菱形長柱狀，中心有白線特徵實驗結果(三)—放置室溫放置室溫結晶—綿線上的晶體體積、大小都比較小伍.研究原理與過程—實驗步驟(四)(四)晶種對結晶的影響1.用燒杯裝取熱水200mL，配置硫酸銅飽和溶液。2.將飽和溶液

8、過濾後，分別倒入A、B、C三個小燒杯中。3.用細綿線綁小顆粒的硫酸銅晶種吊入A燒