黑兽口湖之谜
把一种不饱和盐溶液放在烧杯里加热蒸发,会变成饱和溶液;把这饱和盐溶液再进行冷却,它又会析出晶体。人们利用物质的这一性质,可以进行结晶和重结晶提纯。
可不要以为只有人才能进行这种操作,大自然有时也能进行这种过程! 在里海附近的沙漠里,有一个听起来就让人毛骨悚然的湖——黑兽口
湖。这个湖通过一条狭窄的通道与里海相连,并从这儿哗哗地吞饮着里海的海水。里海的鱼如果随水进入湖中,会很快翻过肚皮,在痛苦的挣扎中慢慢地死去。就是里海里漂来的木头,在黑兽口湖中也会被抬高很多,逐渐被波浪推上湖岸。
黑兽口那令人生畏的名字,使很多人闻而却步。然而当勇敢者真的驾船闯入黑兽口湖的时候,这湖竟令人难以置信的仁慈:
一位热极了的厨师跳进湖里游泳去了!大家无不为他捏一把冷汗。然而, 谁也想不到这位胖胖的大师傅,在这里竟成了花样游泳家——他仰卧着,两脚高高地露出水面;他要潜泳沉到水里去吓一吓笑得前仰后合的伙伴,但他用尽全力也潜不下去。这里的水好像比哪儿的水都沉重浓厚,使他可以在上面随意戏耍玩笑,却就是不准他潜入水中。
难道是黑兽在保护它湖底的珍宝么?
湖底也确实是有珍宝的,得到它也并不困难。只要你在冬天时再来就行了。那时湖水会通过波浪将宝奉献,使你俯拾即得。若是夏天来,那就对不起得很,尽情在湖面上游泳是可以的,但进湖取宝便一概拒之门外。
黑兽口湖会季节性献宝的规律很快被人掌握了。人们开始顺从它:冬天时用耙子耙起它献的宝贝;夏天时则由着它喝海水,进行“休养生息”。到后来,人们逐渐配备了更齐全的船和工具,使它能在一年中更长的时间里向人献宝。这宝贝是什么呢?说来平常,只是一种白色块状固体,乍看上去, 很像食盐。
但它不是食盐!你若只看外表相像就抓一把放在饭菜里,就糟了。那不但会使吃菜人叫苦不迭,而且还会使他们频上厕所,大泻不止。
其实,他们吃下去的就是一种泻药,只不过不是正牌泻盐硫酸镁(全名为七水硫酸镁,分子式 MgSO4·7H2O),而是另一种同样常被医生开在处方中的盐类泻药——芒硝(学名十水硫酸钠,分子式 Na2SO4·10H2O)。在很多年前中医就以芒硝、朴硝、皮硝等作为泻火解毒的药剂,写在药方里,论“资格”也许比硫酸镁要老得多哩!
黑兽口湖一直是前苏联的一个重要芒硝产地,黑兽口湖中的芒硝是它特殊的地质地理条件形成的。虽然黑兽口湖从里海海水中吞进的食盐也很不少,但它在很长的时间里却只析出芒硝而不析出食盐。直到后来,里海海面不知为什么下降了,通过通道进入湖中的海水少了,它才改变了只析出纯芒硝而不析食盐的脾气。
我们在学过地理之后又学了化学里溶液、溶解度等知识,那么,能不能学以致用,运用下面这些情况、数据,解释黑兽口湖为什么吞水不止?为什么杀鱼而不杀人?为什么有季节性献宝习性?为什么优先析出芒硝而不析出食盐呢?
地理情况:黑兽口湖水面较里海低,而且周围尽是沙漠,黑兽口湖本身
很浅但面积很广。
气候情况:黑兽口湖一带冬夏两季温差很大,夏季气温很高,冬天则接近 0℃。
芒硝溶解度数据: 0℃ 5 克
10℃ 9 克
20℃ 19.4 克
30℃ 40.8 克
溶解度曲线在 0℃—32.4℃范围呈较陡的上升曲线。答案:
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因周围是大沙漠,所以特干燥,使黑兽口湖像加热的烧杯一样,把溶剂(水)不断蒸发;芒硝和食盐浓度不断增大,乃至饱和。
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这里夏季很热,冬天较冷,湖中已饱和的海水随季节降温,使溶质过饱和而析晶。
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因芒硝溶解度曲线较陡,所以在降温中大量析晶;而食盐溶解度曲线很平,所以析晶相对较少而不显。