晶体“爬高”之谜

晶体“爬高”之谜

一天，我们在化学实验室的角落里，发现了一只盛有一点儿饱和碳酸钠溶液的烧杯，这点儿溶液是我们几天前做实验时剩下的。我们发现，烧杯壁上结满了白色的晶体，连外壁也有。这个奇异的现象引起了我们的兴趣。我们仔细观察以后，发现壁上所结的晶体，都是由许多规则的碳酸钠晶体积累而成：烧杯底部结得最厚，烧杯壁上则较薄较均匀。

晶体为什么会沿着器壁往上“爬”？别的盐溶液是否也有这种现象？其中的道理是什么呢？怀着满腹的疑问与好奇，我们设计了一个探索性的实验。

我们选用了碳酸钠、硫酸铜、氯化钠等药品，分别配成了它们的饱和溶液。为了避免外界或人为的干扰，我们把分别盛有这几种溶液的烧杯放在容易进行观察而又不易被人碰倒和发生震动的地方。第一天，我们发现盛有碳酸钠的烧杯壁上就有高出液面1～2毫米的蓝色晶体析出；而在盛有氯化钠溶液的烧杯里还没有什么变化。我们用放大镜观察烧杯内壁上已析出的晶体，发现晶体与晶体之间有细小的缝隙，缝隙之间充满着液体！用滤纸轻轻地接触这些晶体，滤纸会变得湿润。

第二天，我们看到：第一个烧杯里析出的碳酸钠晶体“长”得更高了；硫酸铜晶体也有增长；使我们惊喜的是，装有氯化钠溶液的烧杯壁上也有了“动静”——出现了一丝丝晶体。

时间一天天过去了，碳酸钠和硫酸铜晶体也越析越多，越“爬”越高。当它们“爬”到杯口后，还越过杯口从烧杯外壁往下“爬”，速度也明显加快，仅两三天时间便已延伸到烧杯底部。就晶体的量而言，烧杯口上的晶体则远比外壁上的多。

我们知道，碳酸钠和硫酸铜的晶体都含有结晶水，而氯化钠晶体不带结晶水，那么，使晶体“爬高”的原因是什么呢？我们翻阅了一些书籍，没有找到对这种现象的记载和解释，于是，我们运用有限的化学知识尝试着做了这样的解释：

由于液体和玻璃先形成浸润，使附着玻璃的饱和溶液因水的蒸发而析出晶体，这些晶体之间的缝隙又形成了毛细管，饱和溶液便借助毛细管作用上升到晶体上端，并再次因水的蒸发而析出新的晶体……如此不断进行，使得晶体“叠罗汉”般地层层上升。等“爬”到烧杯口，晶体失去继续“攀登”的支架，只好折返到烧杯外壁，自上而下“爬行”。由于重力的作用，液体沿烧杯外壁先流下来，加上外壁的蒸发作用比杯内强烈，所以晶体析出的速度明显加快，只两三天就把烧杯外壁全包了起来。

我们推想，只要烧杯里有晶体（无机物）的饱和溶液，并且时间足够长，都有可能出现上述现象。这种晶体“爬高”或“爬行”的速度很可能还同该物质的溶解度、晶体内的结晶水数目、晶体形状、晶体风化性质、温度、湿度等有关系。我们准备在今后的学习中继续探索这些问题，并且设计出新的实验来。