破解墻磚“結(jié)霜”的秘密

◎湖南省懷化市會(huì)同縣林城鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué) 龍麗萍 粟深杰 李奉芩 楊彬 唐宇寒

一、發(fā)現(xiàn)問題

在湖南省懷化市會(huì)同縣江洲寨小區(qū)，新式住宅樓正在如火如荼地建設(shè)中。我回家路過一棟毛坯房時(shí)，只見幾位師傅在墻前說著什么，于是上前詢問。

原來是墻上結(jié)滿了“白霜”。師傅們說這是“硝”，至于它的化學(xué)成分是什么，又是怎么長(zhǎng)出來的，他們也不知道。

于是我和其他幾位同學(xué)商量，決定組建科學(xué)探究小組，探究其中的秘密。我們?nèi)ネF(xiàn)場(chǎng)，仔細(xì)觀察“磚霜”的顏色、著生位置，聞其氣味，就其成分和產(chǎn)生原因進(jìn)行探討。最后在唐宇寒的建議下，我們采集了一些樣品，帶回學(xué)校用作實(shí)驗(yàn)探究。

二、猜想與設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室里，面對(duì)采集的樣品，大家熱烈討論、各抒己見。粟深杰先亮出了自己的觀點(diǎn)，認(rèn)為它們不可能是霉菌之類的生物，因?yàn)閯偀瓴痪玫拇u沒有生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)條件，從外觀看應(yīng)當(dāng)是無機(jī)鹽。

于是，大家從離子的角度提出了各種猜想，并設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)思路見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)思路

三、探究與分析

在老師的幫助下，我們完善了探究方案，然后找來各種儀器和藥品，開展實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)報(bào)告見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：我們采集的樣品易溶于水，含有大量的SO42-和Na+，不含Cl-、CO32-、K+，疑似含有NO3-和Ca2+,很可能是硫酸鈉，而且來自紅磚。由于硝酸鹽在高溫下會(huì)分解，硫酸鈣微溶于水，所以它們被排除。

圖1 收集樣品

上網(wǎng)搜索“硫酸鈉”得知：硫酸鈉俗名“元明粉”，其結(jié)晶水合物叫“十水合硫酸鈉”，化學(xué)式為Na2SO4·10H2O，又名芒硝，廣泛應(yīng)用于玻璃、瓷釉和醫(yī)藥等領(lǐng)域。

圖2 實(shí)驗(yàn)探究

四、結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，“磚霜”就是十水合硫酸鈉。磚廠使用的紅土中含有硫酸鈉，由于硫酸鈉熱穩(wěn)定性強(qiáng)，燒成磚后也不會(huì)分解，當(dāng)墻面受潮時(shí)，硫酸鈉溶解在水中，滲透到表面，水分揮發(fā)后便生成芒硝，這就是墻磚“結(jié)霜”的秘密。

芒硝對(duì)房屋質(zhì)量有一定影響，因此，含硫酸鈉的黏土不適合用來燒磚，建議磚廠提前進(jìn)行檢測(cè)。至于怎樣處理含有芒硝的磚，讓它不長(zhǎng)“霜”，我們將在今后繼續(xù)開展研究。

專家點(diǎn)評(píng)

作者們善于觀察生活中的細(xì)節(jié)，通過發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、設(shè)計(jì)合適的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并得出科學(xué)結(jié)論，體現(xiàn)了較強(qiáng)的科學(xué)意識(shí)和高度的社會(huì)責(zé)任感。

建議對(duì)芒硝進(jìn)行更詳細(xì)的介紹，并進(jìn)一步探究如何讓含硫酸鈉的墻磚不長(zhǎng)“霜”，并對(duì)不同磚廠所用的黏土進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果提出具有建設(shè)性的意見，從而將墻磚長(zhǎng)“霜”的隱患消除在源頭，確保建筑質(zhì)量，為保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全作出貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值的統(tǒng)一。