Тающий лед из водопроводной воды

Недавно я заморозил немного водопроводной воды в пластиковых бутылках, а позже заставил лед полностью растаять (идея заключалась в том, чтобы держать бутылки со льдом рядом со мной, чтобы бороться с жарой). Когда вода вернулась в жидкое состояние, было видно много крошечных белых пылинок/кристаллических хлопьев. Они были тяжелее воды и имели тенденцию тонуть.

Сначала я подумал, что это маленькие кусочки пластика, которые оторвались от стенок бутылок из-за резких перепадов температуры, но потом, сравнив состояние бутылок (казалось, не изменившееся с начала) с количеством хлопьев, я пришел к выводу, что это должно быть что-то другое.

Вторая гипотеза заключалась в том, что хлопья на самом деле были кристаллами минералов, содержащихся в водопроводной воде (например, я слышал, что в моем регионе водопроводная вода полна кальция). Однако я не понимаю, как могут образоваться эти кристаллы:

  • как это возможно? и почему они не возвращаются/остаются разбавленными в воде?
  • они образуются во время фазы замерзания или плавления?

Я бы сказал, что во время фазы замерзания тот факт, что раствор замерзает при более низких температурах, чем чистая вода, может изолировать порции жидкости с все более и более высокой концентрацией минералов по мере замерзания. Они останутся подвижными до самого конца процесса заморозки. На заключительном этапе пространство для движения жидкой части будет очень ограниченным, что даст возможность сформировать кристаллы. Но, возможно, я ошибаюсь и что-то упускаю.

Итак, есть ли какие-нибудь гипотезы о том, как образуются эти кристаллы? Может быть, они даже не кристаллы, как я пытаюсь сказать?

Будет ли у вас время воссоздать эксперимент и опубликовать фотографию?
Не знаю, когда смогу, но я постараюсь

Ответы (2)

Итак, есть ли какие-нибудь гипотезы о том, как образуются эти кристаллы?

При понижении температуры растворимость некоторых солей в воде падает, что может привести к образованию кристаллов.

Ознакомьтесь со статьей «Насыщенные и перенасыщенные растворы» .

почему они не возвращаются/остаются разбавленными в воде?

Дайте воде достичь комнатной температуры и дайте ей немного времени. Кристаллы должны снова раствориться в воде.

Если вашим источником воды является (например) колодезная вода, содержание минералов будет определяться составом грунта и температурой вблизи колодца. Охлаждение воды может привести к выпадению в осадок растворенных минералов, как вы предполагаете, НО скорость осаждения будет определять размер образующихся кристаллов (при медленном охлаждении должно образовываться мало крупных кристаллов, при быстром охлаждении должно образовываться много мелких кристаллов).

Скорость, с которой нагретая вода растворяет эти кристаллы, пропорциональна открытой площади (порядка квадрата диаметра кристалла), но масса кристаллов пропорциональна объему (куб диаметра кристалла). Таким образом, стойкость осажденного материала после нагревания может зависеть от

  1. «теплая» температура по отношению к температуре недр (предполагается, что она является равновесной для содержания минералов)
  2. скорость, с которой водопроводная вода была охлаждена
  3. время после нагревания, в течение которого наблюдался осадок
  4. любые химические изменения (например, выделение растворенного CO2 может снизить кислотность воды)