給孩子們做的科學實驗,視覺上的 "驚喜" 最能激發他們的興趣,這就是為什麼我常挑選會冒泡 (如食醋加小蘇打粉) 或有色彩 (食用色素) 的實驗。這個參考 Steve Spangler Science 的 Baby Soda Bottle Bubbling Blob 實驗,則是既會發泡又有色彩的唷!材料中所需的胃片 Alka-Seltzer,為含有阿斯匹靈 (Aspirin) 的發泡錠,造成發泡的成分為碳酸氫鈉 (即小蘇打粉) 和檸檬酸 (清洗熱水瓶用的藥劑),故在此以小蘇打粉和檸檬酸取代 Alka-Seltzer。

材料:

  1. 容量約 50 ml 的有蓋管子
  2. 食用色素
  3. 小蘇打粉
  4. 檸檬酸
  5. 蔬菜油

方法:

  1. 在管子內加蔬菜油至 3/4 滿,然後補水到接近全滿。油水不互溶,此時上層是油,還是水呢?
  2. 加入數滴食用色素。此時食用色素會溶於水還是油?觀察是油相變色還是水相變色,便知分曉!
  3. 以布丁附的小湯匙分別加入一匙小蘇打粉和一匙檸檬酸。發生什麼奇特現象啦?

討論:

  1. 這個實驗運用了油、水和氣體密度的差異,以及酸鹼中和的原理,產生彩色液滴。水的密度比油大,所以油水分相時,油會在上層。而食用色素溶於水,所以會穿過油相,使下面的水層染色。另一方面,小蘇打粉和檸檬酸分別屬於弱鹼和弱酸,溶於水後會發生酸鹼中和反應,並產生二氧化碳氣體。氣體的密度比液體小,會從水相上升至油相,然後揮發至空氣中。因此,當二氧化碳的氣泡從水相冒出,就會把含有色素的液滴一起帶往油相,而當二氧化碳揮發後,彩色液滴因含有密度較高的水溶液,又會再度下沉,回到水相。只要有二氧化碳不斷產生,彩色液滴就會周而復始地在油相和水相間上下運動。
  2. 小蘇打粉和檸檬酸剛加下去的時候,彩色液滴的上升情形若不明顯,可以搖晃管子,使油水介面上產生較多的油包水 (water in oil) 乳化液滴,並有助其與二氧化碳接觸,加速彩色液滴的形成與移動。而當氣泡產生的速度減緩,只要再加入小蘇打粉和檸檬酸,就可以繼續讓彩色液滴上下運動。
  3. 若使用平底的管子或瓶子,還可以從底部以手電筒照射,就是自製的熔岩燈 (lava lamp)!可參考Steve Spangler 的另一個實驗 Bubbling Lava Lamp 製作。
  4. 諸如此類產生二氧化碳的小實驗,我們用食醋和小蘇打粉做過在水裡跳舞的葡萄乾。另外,也可以用檸檬汁取代食醋,與小蘇打粉反應,我在學校的晨光教學帶他們做過 Steve Spangler 的 Lemon Suds,也很有趣喔!


大夥七手八腳地展開實驗


一開始沒反應的時候,可輕微拍打或搖晃管子。


用剩下的油做了這瓶,小朋友在一旁 "Wow!" 聲連連!

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