墻上的白色污漬是什么

一次，我在擔任國旗手時，發現旗臺外側沾滿了白色污漬。這些污漬是怎么產生的？如何防止這種現象發生？其他地方也有這種情況嗎？帶著這些疑問，我查看了學校的大部分建筑，發現很多地方的臺階縫隙處都出現了這種現象。

在老師的指導下，我查閱了相關文獻，開展了探究實驗，初步了解了白色污漬產生的原因。

測定白色污漬的化學成分

采集樣品。我利用周末，到學校幾處污漬現象嚴重的地方采集固體白色污漬。我發現這些地方都有水從石塊的縫隙中緩慢滲出，猜測水是污漬產生的重要條件。

定性分析。測定白色污漬樣品中的化學成分：1.取少量樣品放入燒杯，加入適量的蒸餾水，觀察到樣品幾乎沒有變化，說明它們難溶于水。2.通過測量得到樣品水溶液的pH值為7.8。再取適量固體樣品，加入稀鹽酸，觀察到固體樣品逐漸溶解且有氣體產生。將氣體導入澄清的石灰水中，觀察到澄清的石灰水變渾濁，證明固體樣品的主要成分是碳酸鹽。3.取少許加稀鹽酸后所得的溶液，用白金絲棒做焰色實驗，發現火焰焰色呈磚紅色，證明樣品的主要成分是鈣鹽。

得出結論。上述三個實驗充分證明固體樣品的主要成分為碳酸鈣。

測定白色污漬中碳酸鈣的含量（質量分數）

我分別用沉淀法、滴定法兩種定量方法做了測定實驗。

一、實驗準備

用分析天平稱取兩組樣品（A組樣品1為0.224 g、樣品2為0.206 g；B組樣品1為0.241 g，樣品2為0.263 g）。

將樣品分別放入標有A1、A2、B1、B2的4個潔凈小燒杯中，滴加1∶1的稀鹽酸，使固體完全溶解，再分別進行如下操作。

將A、B兩組溶液在75 ℃左右的恒溫水浴鍋里進行水浴加熱，攪拌并加入25 mL4%的Na2C2O4溶液，滴加 2～3滴甲基橙指示劑，攪拌并緩慢滴加NH3·H2O（濃度為1∶1），直至溶液顏色剛好由紅色變為黃色。將溶液在75 ℃左右的恒溫水浴鍋里繼續進行水浴加熱并陳化30分鐘，這樣就得到較純凈的白色草酸鈣沉淀物。

將沉淀物全部轉移到過濾器中，過濾結束后，用0.1% Na2C2O4溶液洗滌過濾器里的草酸鈣沉淀物2～3次，再用冷蒸餾水洗滌沉淀物2～3次。將洗滌處理好的草酸鈣沉淀物從過濾器里全部轉移到4個相對應編號的燒杯里。

二、沉淀法測定碳酸鈣的含量

將A組兩杯沉淀物分別轉移到兩個蒸發皿里加熱蒸發，得到兩份草酸鈣固體，用分析天平稱量，由兩者之間的計量關系可以求得碳酸鈣質量，從而計算出白色污漬樣品中碳酸鈣的含量。

實測數據為：A組樣品1的質量為0.224 g，結晶CaC2O4的質量為0.247 g；A組樣品2的質量為0.206 g，結晶CaC2O4的質量為0.224 g。

計算碳酸鈣的含量。根據反應方程式可以得到如下關系式：

CaCO3∽CaC2O4

樣品1中碳酸鈣的質量為：

×100≈0.193（g）

碳酸鈣的質量分數為：

×100%≈86.16%

樣品2中碳酸鈣的質量為：

×100=0.175（g）

碳酸鈣的質量分數為：

×100%≈84.95%

取平均值，樣品中主要成分碳酸鈣的含量約為85.6%。

三、滴定法測定碳酸鈣的含量

在B組樣品得到的草酸鈣沉淀物中滴入1∶10稀硫酸，緩慢滴入并不斷攪拌，直至沉淀物全部溶解，配制成含有草酸的溶液100 mL。用0.02 mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定草酸溶液，可通過計算間接得到草酸鈣及碳酸鈣的質量。

取用B組樣品1含有草酸的溶液20 mL，0.02 mol/L高錳酸鉀標準溶液，滴定耗量9.15 mL。

取用B組樣品2含有草酸的溶液20 mL，0.02 mol/L高錳酸鉀標準溶液，滴定耗量9.85 mL。

根據反應方程式可以得到關系式：

5CaCO3∽5CaC2O4∽5H2C2O4∽2KMnO4

B組樣品1中碳酸鈣的質量為：

0.229（g）

碳酸鈣的百分含量為：

×100%≈95%

B 組樣品2中碳酸鈣的質量為：

0.246（g）

碳酸鈣的百分含量為：

×100%≈94%

取平均值，得到樣品中碳酸鈣的含量約為94.5%。

用沉淀法和滴定法得到的測量結果雖有一定的差異，但碳酸鈣的百分含量都在85.6%以上，足以證明白色污漬的主要成分是碳酸鈣。

白色污漬現象的形成原理

石材縫隙之所以產生白色污漬，本質是一種物理、化學相互交叉作用后產生的現象，具體過程如下：

離子遷移。水泥的主要成分是硅酸鈣，水泥水化會生成氫氧化鈣溶液。隨著水化反應的繼續進行，高濃度的氫氧化鈣溶液會通過混凝土的裂縫逃逸到混凝土的外表面。

蒸發結晶。水分不斷從石材縫隙滲透出來，其中的氫氧化鈣溶液和空氣中的二氧化碳發生化學反應，生成碳酸鈣。隨著水分的蒸發，在滲透液流經處生成堅硬的碳酸鈣白色晶體，形成白色污漬。

鈣鹽轉化。因石材具有吸水性，水分通過石材縫隙進入水泥基材料，溶解了二氧化碳的水與石材中的碳酸鈣發生化學反應，生成可溶性的碳酸氫鈣，隨著溫度的升高，不穩定的碳酸氫鈣就會分解成碳酸鈣。

白色污漬現象的危害與預防

白色污漬嚴重影響飾面材料的美觀，還會導致原來做好的結構面層出現裂縫，降低水泥漿的粘結力，久而久之可導致墻體內部的結構疏松，降低墻體的強度和穩定性，造成安全隱患。

石材縫隙為堿鹽類溶液提供運輸渠道，這是造成白色污漬現象的重要因素。可通過設置防水層、加強墻體的抗滲性能等防止白色污漬現象的發生。（指導老師：黃新階" 舒煉成）

點評專家

張平柯

湖南第一師范學院教授、湖南省青少年科技教育協會常務副理事長

作者通過觀察發現校園中石材裝飾的建筑普遍存在白色污漬現象，并針對發現的問題運用所學知識進行分析，提出明確的研究目標，進行系統的實驗研究。這充分體現了作者關注現實生活，從中發現科學問題，并設計實驗進行深入研究的科學研究意識和能力。

作者首先通過定性實驗，確定白色污漬的主要成分是碳酸鈣，然后通過兩個不同的定量實驗（沉淀法和滴定法），定量測定白色污漬中碳酸鈣的含量，并通過科學分析探究了白色污漬現象的形成原因，研究結果可信，體現了作者對科學研究的方法和程序有較深入的領會。

建議作者進一步拓寬研究范圍，而不僅僅是關注校園建筑。