用樟脑 (人工合成的即可),无水乙醇(酒精99.7%)氯化铵氯化钾化学纯(CP)即可。
用具:玻璃瓶(360ml),烧杯,量筒,玻璃棒,药匙,手套,口罩(樟脑、酒精气味比较重),电子秤(精度0.1g)。
配比:氯化钾 2.5g,氯化铵 2.5g,樟脑 10g,酒精 40ml,蒸馏水 33ml,配置出来接近80ml。配方硝酸钾,但实际上硝酸钾由于易制爆受管制,除非在校的师生能申请购买,普通人基本是买不到。用氯化钾一样可以。
天气瓶原理是,樟脑氯化钾氯化铵混溶后,在温度发生变化的时候,由于溶解度发生变化,体系中的溶质析出,由于析出速率和质量不同,在不同温度变化就会形成小粒雪花状、羽毛状的晶体。析出的主要还是樟脑。
操作方法:
把氯化钾氯化铵溶解在温热的水中,樟脑直接溶解在酒精里,然后混合,樟脑在酒精中溶解度比较大,在水中则很少,所以如果直接用冷水,混合以后基本一片浑浊,不方便转移到玻璃瓶,最好是能水浴加热一下。
樟脑的量适当减少些不要紧的,另外如果用的酒精浓度比较低,那实际的水和酒精比就会变化了,很可能会影响到结晶的量哦,自己要看着调整。
最后就是结晶过程,降温不要太快,自然冷却最好。冷却结晶时最好别直接放在冰冷的桌面上,可以垫本书之类。敞口容器容易因为液面降温比较快在上边也浮着结晶。
天气瓶这东西,谁知道详细的制作方法?就是瓶里的液体会随着天气,温度的变化而产生不一样的变化。我想自准备好所需药剂,天然樟脑,氯化铵,硝酸钾,无水乙醇,蒸馏水。把硝酸钾和氯化铵加水33ml溶解,将樟脑溶解于酒精中,将两种溶液中,最好是加热搅拌到澄清, 温度30-40度即可。混和后封存在试管或玻璃容器中(瓶子一定要封禁, 避免酒精挥发)。
拓展:
1、天气预报瓶(晴雨予报グラス)不仅个很漂亮的室内装饰,它还能根据气压变化,为您预测出次日的 天气情况,不错吧?今后不用相信“天气预报”那种封建迷信咯,自己在家就能预测天气! 天气预报瓶由玻璃制成,晶莹透明的球体,但没有地球大陆图案。里面用于侦测气压的液体,可以根据你自己的颜色喜好,用水+水溶性颜料兑制而成。
2、使用说明
水溶性颜料兑上一些水(目前水质较差,建议使用纯净水) --将自带的注射器套上塑料管,吸满兑好的颜色水,注入瓶中。大约需要三次。 快下雨的时候,旁边细长的玻璃管中的水会升高,比玻璃球中的水平面要高出很多;而晴天,则会回落到同一水平面。 详细操作可以看包装中的说明书。
3、结构
瓶内结晶的变化,主要是由于溶液内的樟脑、硝酸钾、氯化铵在水与乙醇混和溶剂内的溶解度会随着温度变化。温度改变时,三种物质的结晶析出、溶解速度有差异而造成的交互作用。而温度的变化速度,则会影响结晶的成长大小与结构。这些因素加总起来,造成瓶内晶体型态万千的美丽变化。
怎样制作天气瓶?天气瓶制作教程:
【材料】
硝酸钾2.5g,氯化铵2.5g,常温蒸馏水33mL,酒精40mL,粉状天然樟脑10g
【步骤】
1. 将硝酸钾和氯化铵溶解于水中
2. 将樟脑溶解于酒精中
3. 将步骤一的溶液加到步骤二的溶液中,最好是加热搅拌到澄清, 温度30-40度即可
4. 混和后封存在试管或玻璃容器中(瓶子一定要封禁, 避免酒精挥发)
注意:加热的时候,最好是隔水加热,每个需要加热的步骤都是。如果你混合两种溶液的时候有加热,要等它冷却后才能封起来,不然因为冷却产生的水蒸气会改变气压,瓶子会裂!如果你希望结晶很多,蒸馏水可以加多一点但也不要太多,蒸馏水去超市买就好了!不过打开瓶子加水时要注意酒精挥发!
【注意事项】
全程带手套
请勿直射阳光
避免放置在空调出风口
需要1-2周时间让晶体稳定并适应环境 (刚开始结晶会出现在瓶子上方, 要等待沉淀)
樟脑丸通常是人工合成, 实验时最好找天然的
乙醇的酒精浓度好像有分95%(市面常见的)和99.9%(实验室用的最纯酒精),酒精浓度会影响最后结晶成果,大家可以自己多多尝试。
增加蒸馏水可以增加结晶量,但想要增加多少结晶量最好先实验过几次才能掌握,有透明溶液的地方才能看出结晶的美。
玻璃瓶盖选择请尽量避开铁,铜等盖子,会侵蚀。
附:
如果液体很澄清,说明天气将会是晴好的;
如果液体是朦胧的,有时伴有沉淀,那么天气也会像溶液一样多云;
如果溶液中有沉淀悬浮,就预示着潮湿的天气或者下霜;
如果悬浮的沉淀和朦胧的液体并存,说明暴风雨将会到来;
如果在晴朗的冬日里液体中有沉淀悬浮,就说明要下雪了;
如果在暖和的日子里或者下雪的冬天,液体中有大块的沉淀,说明将会阴天;
如果在杯底有晶体析出,说明要下霜了;
如果在顶部有螺旋纹,说明要起风了。
如何成功地DIY一个天气瓶关于天气瓶的配方网上传的也比较多了,就是
2.5g 硝酸钾,2.5g 氯化铵,33mL 蒸馏水,40mL 乙醇,10g 天然樟脑。
至于这个天然樟脑camphor,应该是D-camphor,或者是R-camphor,怎么网上盛传的天然樟脑后面还来个括号写着(±camphor)让我实在是看不懂啊。 Anyway, 我用的是camphor是99.95%的R-camphor,ACS grade的硝酸钾和氯化铵,100%的无水乙醇,和蒸馏水。 整个用药都比较奢侈,其实没这么严格的要求,只是实验室里面只有这么纯的东西。步骤就不详说了,问题中也有。其实不需要水浴,我直接拿吹风机加热,保证能全部溶解就可以了。加的顺序也无所谓,最后混到一起,吹风机吹外瓶能全部溶解就可以了,大概40度左右吧。
然后就是封装了,因为使用玻璃饮料罐,封装后注明不可食用,以免实验室同学们看到吃的喝的就会像饿狼一样扑上去 :)