核心概念
化學
溶解度
水
溫度
引言
你有沒有把沙子和鹽混合在一起，然後想知道如何再次分離它們？如果你必須把它們分開，你是否會做噩夢，夢見用小鑷子、放大鏡和花費數小時來把鹽和沙子一顆顆地挑開？別害怕，還有另一種方法！利用鹽和沙子溶解度的差異，你可以找到解決這個問題的簡單“方案”。
背景知識
化學在很大程度上是對物質及其如何與其他物質相互作用和行為的研究。我們周圍的一切都是由物質組成的。物質的一個重要特性是溶解度。當我們在水中溶解某些東西時，我們會想到這一點。如果一種化學物質可溶於水，那麼當你把它加入水中時，它就會溶解或消失。如果它不溶，那麼這種化學物質就不會溶解，你可以看到它懸浮在水中或在容器底部。
當一種化學物質溶解在液體中，例如水，它會形成溶液。在溶液中，液體是溶劑，而加入並溶解在液體中的可溶性化學物質是溶質。即使溶劑溶解了溶質，後者也會融入其中，但仍然存在。如果你將溶液中的所有液體蒸發掉，你將再次得到乾燥的溶質。事實上，這正是鹽在巨大的鹽灘中加工的方式，海水緩慢蒸發，留下大量的海鹽。
材料
• 濾網（可選）
• 鹽
• 沙子
• 餐巾紙
• 放大鏡
• 兩個帶蓋的玻璃罐
• 量杯
• 水
• 水壺或鍋
• 兩個勺子
• 爐子和烤箱
• 漏斗
• 咖啡濾紙
• 勺子
• 烤箱手套
準備工作
• 如果沙子中有很多雜物，請使用濾網過濾掉較大的雜物，淨化沙子。
• 將一些鹽和沙子分別放在餐巾紙上，使用放大鏡仔細檢查鹽和沙子。你注意到了什麼？沙粒的大小、形狀和顏色與鹽粒相比如何？
• 使用爐子和烤箱以及處理沸水時要小心。成人應協助你完成這些步驟。
步驟
• 在一個玻璃罐中加入四分之一杯鹽和四分之一杯沙子。蓋上罐子，搖晃直到鹽和沙子完全混合在一起。*
• 使用放大鏡，仔細檢查混合物。你注意到了什麼？你還能看到單獨的鹽粒和沙粒嗎？
• 在水壺或鍋中裝入至少一杯水。在爐子上加熱水直到沸騰。使用爐子和處理沸水時要小心。成人應該幫助你完成此步驟。
• 非常小心地將半杯沸水倒入罐中，並用勺子攪拌混合物。處理沸水時要小心，這會使罐子變得非常熱！（注意：你應該非常緩慢地倒水，這樣玻璃罐才不會因溫度的快速變化而破碎。）
• 使用放大鏡，仔細檢查溶液。你注意到了什麼？你還能看到單獨的鹽粒和沙粒嗎？
• 將咖啡濾紙放入漏斗中，並將漏斗放在第二個玻璃罐的頂部。緩慢地將整個溶液倒在過濾器上。當溶液滲過過濾器時，讓它收集在第二個罐中。
• 看看咖啡濾紙，你看到了什麼？用勺子小心地刮掉咖啡濾紙上的任何顆粒，然後將它們放入第一個罐中。
• 將烤箱調至華氏 325 度。使用烤箱時要小心，並請成人幫助你。將兩個罐子放在烤盤上，然後在烤箱中烘烤，直到罐子裡的所有水都蒸發掉。這可能需要一個多小時。當你檢查罐子以檢視有多少水蒸發時，你注意到了什麼？
• 關閉烤箱並讓它冷卻。（當玻璃溫度變化非常快時，它會破碎。）然後，戴上烤箱手套，小心地取出罐子，使其冷卻至室溫。它們可能仍然很熱！
• 罐子冷卻後，使用放大鏡仔細檢查它們的內容物。你注意到了什麼？你還能看到單獨的鹽粒和沙粒嗎？它們是混合在一起還是分開了？
• 額外：在本活動結束時，你可以小心地使用量杯測量你最終得到的鹽和沙子的量。這些量與你開始時的量匹配嗎？你認為為什麼會發生這種情況？
• 額外：許多不同的化學物質具有不同的溶解度。透過在水中新增不同量的鹽、糖或小蘇打，你可以看到每種化學物質的溶解度如何。只需每次新增一茶匙的每種化學物質到一個半杯滿的水中，直到你注意到攪拌時它不再溶解。哪種化學物質的溶解度最高（溶解在相同量的水中最多）；哪種化學物質的溶解度最低？
• 額外：溫度如何影響化學物質的溶解度？嘗試在熱水、室溫水和冰水中溶解相同量的糖，每次使用相同量的水。會發生什麼？你能想到其他可能影響溶解度的變數嗎？
*更正（2012年6月11日）：該句子在釋出後進行了編輯，刪除了對液體的引用；在活動的這個階段，只混合了固體——沙子和鹽。
觀察和結果
當你加入沸水時，鹽是否溶解或消失了？在烤箱中乾燥後，鹽是否出現在第二個罐子中，而沙子主要在第一個罐子中？
鹽可溶於水，而沙子不溶於水。如果沙子可溶於水，我們就不會有美麗的沙灘！正因為如此，當沸水加入鹽和沙子的混合物中時，鹽應該溶解或消失，而沙子仍然可見，形成深棕色的溶液，罐子的壁上可能粘附著一些沙粒。溫度會影響化學物質的溶解度，對於鹽在水中的情況，沸水的高溫提高了鹽在水中溶解的能力。溶解的鹽應該很容易地透過咖啡濾紙進入第二個罐子，而渾濁、未溶解的沙粒則卡在咖啡濾紙上（也可能與一些鹽混合）。在烤箱中蒸發兩個罐子中的液體後，第二個罐子中的鹽應該再次顯現出來，主要是在第二個罐子的側面和底部形成一層硬殼狀的白色物質。
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