泡沫状白色“雪”

来自科学伙伴的融化化学项目

snowman

你可以在一年中的任何时候制作“雪”——并利用化学将其变成泡沫乐趣!你只需要一些常见的厨房配料和一点想象力,就能拥有一个科学的下雪天。

乔治·雷塞克

关键概念
化学
化学反应
表面活性剂

介绍
如果你住在有雪的地方,在雪地里玩一会儿会很有趣——但可能会很冷。或者你可能住在不下雪的地方。在这个有趣的活动中,你可以在舒适的家中随时体验类似雪的东西。你将混合一些常见的厨房用品来制作一个雕塑物体,然后,无论何时你决定,你可以让你的雪创作“融化”并变成白色表面。好奇厨房化学如何看起来像雪吗?试试这个活动,找出答案!

背景
只需几种常见的且安全的家用化学品——小苏打、醋和洗洁精——就可以引出一个有趣的项目,该项目考察化学的两个领域。


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醋(或稀释的乙酸)与小苏打(也称为碳酸氢钠)结合会产生一系列两个化学反应。最终产物是二氧化碳(一种气体)和水,其中溶解了两种化学产物(钠离子和乙酸根离子)。当你观察这个反应时,你会看到二氧化碳气体以气泡的形式上升到液体表面,并听到嘶嘶声。

肥皂涵盖了化学的不同方面。它们含有表面活性剂,或表面活性剂。这些试剂降低液体的表面张力。因此,它们有助于泡沫的形成。泡沫是被困在液体薄层中的空气或气体的气穴。泡沫不会在纯净水中形成,因为水喜欢粘在一起。上升到水面的气泡会穿透并逸出。向水中添加表面活性剂可以使肥皂液铺展开来并捕获气泡,从而形成一层泡沫。

通常,当我们剧烈搅动肥皂水时,空气会被困住。醋与小苏打反应产生的气体会被困住并产生泡沫吗?做这个活动来找出答案。看看你能用结果做什么!

材料

  • 两个大型塑料容器

  • 量杯

  • 小苏打

  • 量匙:茶匙和汤匙

  • 便利贴

  • 笔或铅笔

  • 洗洁精

  • 小型防水物品来装饰你的作品(可选)

准备工作

  • 选择一个可能会变脏和潮湿的工作空间。

  • 在便利贴上写“肥皂”,然后将其贴在一个塑料容器上。

步骤

  • 将一杯小苏打舀入两个塑料容器中。

  • 在没有便利贴的容器中加入三汤匙水,并将配料混合在一起制成面团。它应该感觉像橡皮泥。如果面团太易碎,你可以一次少量地加水,直到达到合适的稠度。

  • 尽情塑造一个雪人、一只北极熊或任何其他小动物。随意用防水物品装饰你的作品。将你的作品放在那个容器中。

  • 现在,拿起贴有“肥皂”便利贴的塑料容器,并使用略有不同的配方制作第二批面团。在小苏打中加入一茶匙洗洁精,然后加入三汤匙水。你注意到配方中的区别了吗?

  • 将配料混合在一起制成面团。你可以一次少量地加水,直到面团成型良好。与另一个面团相比,这个面团感觉相似还是不同?

  • 尽情塑造第二个小动物;它可能与你的第一个作品非常相似或完全不同,但尝试制作一个高度和大小相似的东西。随意用防水物品装饰这个作品。将你的作品放在那个容器中。

  • 欣赏你的作品。在下一步中,你将以一种有趣和令人兴奋的方式“融化”它们:你将在你的作品上倒醋(但现在还不要做)!你能预测会发生什么吗?记住你的面团的主要成分是小苏打。你以前混合过小苏打和醋吗?发生了什么?现在会发生类似的事情吗?

  • 用醋装满你的量杯,然后一次性将所有醋倒在你的第一个作品上。发生了什么?你看到了什么,听到了什么?它和你预期的那样吗,还是不同?

  • 再次用醋装满你的量杯,然后一次性将所有醋倒在另一个作品上。这次发生了什么?你看到了什么,听到了什么?

  • 两个容器之间有什么相同和不同之处?你还记得两个配方之间有什么不同吗?这可以解释观察结果之间的差异吗?

  • 最有可能的是,你的小动物被部分破坏,只有部分站立。这次尝试一些不同的东西;找出当你将水倒在你的小动物上时会发生什么。你认为会发生什么?

  • 冲洗你的量杯并装满水。一次性将所有水倒在你的第一个作品的剩余部分上。发生了什么?它和倒醋一样令人兴奋吗?

  • 再次用清水装满量杯。你能预测如果你一次性将它倒在你的第二个作品的剩余部分上会发生什么吗?开始吧。你的预测正确吗?

  • 如果你的作品仍然部分站立,继续尝试不同的动作。如果你慢慢倒会发生什么?拿一些面团在你的手中,当你把它放在容器上方时,在上面倒醋或水。感觉如何?

  • 额外内容:重复此活动,使用不同的液体倒在作品上,例如柠檬汁或苏打水或牛奶。在倒之前,你认为会发生什么——为什么?

观察与结果
你看到醋一接触到两个作品都冒泡了吗?当醋与小苏打接触时,会发生一系列两个化学反应。结果是二氧化碳气体——反应的产物——在水溶液中冒泡。气泡产生嘶嘶声和噼啪声。

你的第一个作品(不含肥皂的那个)的剩余部分可能站在一池冒泡的水溶液中,气泡在到达液体表面时破裂。这可能与你的另一个容器不同。第二个作品的剩余部分——其中在面团中混合了洗洁精——可能被一层白色泡沫包围。清洁剂含有表面活性剂。这些使肥皂溶液能够铺展开来。化学反应中产生的气泡仍然上升到表面,但现在,肥皂溶液铺展开来并捕获气泡,形成泡沫。

由于水不与小苏打反应,因此将水倒在你的作品上可能只是冲走了一些面团,而没有任何嘶嘶声、噼啪声或泡沫。

其他酸,例如柠檬汁中的酸,也可以用来使面团冒泡。中性溶液(例如水)或碱性溶液(例如牛奶)不会引起化学反应。当将这些倒在它们上面时,两个作品都不会开始冒泡。

清理
将你的液体溶液倒入下水道。任何固体面团都可以扔进垃圾桶。

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本活动由科学伙伴合作呈现

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