nacl形成示意图,nacl是什么组成

首页 > 上门服务 > 作者:YD1662023-10-30 09:22:40

别看公式很复杂,其实活度和活度系数在实际计算时可以忽略(回忆一下我们的物化作业,好像是这样的),于是,公式瞬间简化:

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其中,S表示过饱和度。通过计算,结晶压力(Pcrys)为0.9-1.8 MPa,再利用SEM对NaCl的“腿”进行观察,估算其与基底的接触面积,不难算出结晶压力能产生大于170 mN的力,这远大于一滴液体析出的NaCl(5.2 mg)所产生的重力(51 μN),足以让NaCl晶体“站起来”。(“没有压力就没有动力”,这果然是一条颠扑不破的真理……)

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SEM照片计算“腿”与基底的接触面积。图片来源:J. Phys. Chem. Lett. [1]

除了温度的影响,基底也是决定NaCl能否站起来的因素之一。出乎意料的是,除了硅烷化玻璃表面,其他超疏水基底、PDMS等材质表面,都没有出现NaCl“长腿”的奇观。这意味着,光滑的疏水表面不是NaCl长“腿”的必要条件,这一过程与基底表面与水或盐溶液的范德华力相互作用、偶极相互作用、离子相互作用、氢键和质子交换等因素都密切相关,有待进一步讨论研究。

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盐水滴在三种不同表面上的蒸发实验。图片来源:J. Phys. Chem. Lett. [1]

最后,估计有人会问,研究这样一个奇怪的现象,有什么用呢?我们可能都遇到过,穿着白色鞋子踩雪,等干了之后会变得斑斑点点,这就是盐类的析出。如果这个过程因为降雨降雪发生在建筑物上,也会在墙壁上留下斑斑点点的污渍痕迹。甚至盐水渗入其中又无法排出,在内部结晶,导致建筑材料风化,造成破坏性的危险。如果可以充分理解NaCl“长腿”的机理,并加以利用,让析出的盐类晶体与材料表面的粘附最小化,从而实现材料的“自清洁”效果,或许是一条可行的思路。不过这只是研究者的大胆猜想。

无论是否有用,对于NaCl“长腿”这一现象的分析,本身就已经很有趣了,不是吗?

参考文献:

[1] Salim H. Kolpakov P. Bonn D., et al. Self-Lifting NaCl Crystals. J. Phys. Chem. Lett., 2020, 11, 7388-7393.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.0c01871

[2] Desarnaud J. Derluyn H. Carmeliet J., et al. Growth of Salt Crystals. J. Phys. Chem. Lett., 2018, 9, 2961-2966.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.8b01082

[3] Linnikov O. D. Spontaneous crystallization of potassium chloride from aqueous and aqueous-ethanol solutions Part 1: Kinetics and mechanism of the crystallization process. Cryst. Res. Technol., 2004, 39, 516-528.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/crat.200310220

(本文由小希供稿)

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