天宮課堂——冰雪實(shí)驗(yàn)

3月23日，“天宮課堂”第二課準(zhǔn)時(shí)開講，王亞平老師做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做“冰雪實(shí)驗(yàn)”。那么在太空中是如何做成這個(gè)“冰球”的呢?背后又有哪些化學(xué)奧秘呢?

1.“冰球”的原材料是什么?

“冰球”其實(shí)是過飽和乙酸鈉，它可以由生活中常見的小蘇打和白醋反應(yīng)生成，即碳酸氫鈉和醋酸生成醋酸鈉。

2.從袋中擠出來的透明液體球，為什么接觸沾了結(jié)晶核的毛絲之后迅速結(jié)晶成了純白色的“冰球”?

因?yàn)橐宜徕c溶液在溫度較高的水中溶解度較大，然而隨著溶液溫度慢慢降低，溶解度也會(huì)逐漸下降，這時(shí)候溶液會(huì)逐漸“裝不下”乙酸鈉了，但是如果處于外部較為穩(wěn)定的情況下，這種“裝不下”還可以繼續(xù)裝的狀態(tài)會(huì)持續(xù)，從而形成過飽和溶液。

然而這種過飽和溶液本身就很“不穩(wěn)定”，只要收到外部一定變動(dòng)，比如搖晃、震動(dòng)、或是碰到一點(diǎn)點(diǎn)結(jié)晶核顆粒就會(huì)迅速打破液體的穩(wěn)定狀態(tài)，讓其迅速結(jié)晶。

在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)王亞平老師第一次擠出來的液體在管口迅速結(jié)晶，可能是由于管口存在非常少量的結(jié)晶核顆粒，導(dǎo)致這種過飽和溶液的狀態(tài)打破出現(xiàn)結(jié)晶。

3.“冰球”真的是冰的嗎?

“冰球”實(shí)際上是“熱球”，因?yàn)榫w結(jié)晶的過程是一個(gè)放熱的過程。

4.為什么形成的晶體是球狀的?

與在地面做實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)不同，空間站沒有容器，實(shí)驗(yàn)過程中形成的晶體呈現(xiàn)球狀，而在地面會(huì)受到容器的形狀限制，只能往內(nèi)結(jié)晶，所以無法形成球狀的晶體。

天宮課堂中的很多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都非常“神奇”，很容易吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也容易形成學(xué)習(xí)過程中的認(rèn)知沖突，各位學(xué)員在面試或者真正授課的過程中可以把它作為課堂導(dǎo)入，或是拓展的小例子，當(dāng)然也可以作為布置搜集查找類的開放式作業(yè)。

這些實(shí)驗(yàn)如果用在課堂教學(xué)中，不僅能夠體現(xiàn)課堂的趣味性，還能在化學(xué)課堂中培養(yǎng)學(xué)生愛國主義情感，也能體現(xiàn)出我們作為新時(shí)代化學(xué)老師與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)思維，還能讓你的課堂在考官面前“眼前一亮”。

（責(zé)任編輯：李明）