关键概念
化学
碳酸化
化学反应
糖果
介绍
您是否曾经打开一瓶新鲜的碳酸水或汽水,倒了一杯,然后只是看着气泡在杯中向上冒泡?您是否想过这些气泡是什么?它们是由二氧化碳气体组成的,二氧化碳气体在高压下压入汽水中,在您打开瓶子之前。这种二氧化碳气体不仅可以为您提供一杯清爽的饮料,还可以为您带来一场表演。如何做到?通过让糖心“跳舞”!在此过程中,您将发现这项有趣的活动中一些有趣的化学原理。因此,今年情人节,如果您收到一些糖心,您可以拿起一杯汽水,尝试这项科学活动,探索另一种享受糖果的方式——观看它们缓慢地跳舞!
背景
碳酸饮料,例如一瓶汽水,充满了溶解的二氧化碳气体。但是当瓶子仍然密封时,您看不到二氧化碳气泡。这是为什么呢?瓶装(和罐装)汽水是在加压条件下制备和保存的,这些条件迫使气体保持混合在液体中——即溶解在溶液中。然而,一旦瓶子或罐子被打开,压力就会降低,使得一些气体从溶液中逸出——并变成嘶嘶作响的二氧化碳气泡!将汽水倒入玻璃杯中会释放出更多的气泡。但是这个过程如何导致糖果跳舞呢?
糖心——情人节常见的礼物——比汽水密度大,因此如果将它们放入一杯汽水中,它们会沉到杯底。但是接下来会发生什么呢?尝试一下这项科学活动来找出答案!
材料
至少四个糖心
一瓶或一罐新鲜的无色汽水(未开封),例如雪碧或七喜
一个高且透明的玻璃杯
准备
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拿出您未开封的汽水、玻璃杯和四个糖心。
将所有物品放在靠近水槽的区域,以防汽水溢出。
步骤
将新鲜汽水倒入玻璃杯,几乎倒满。
拿起四个糖心,一次一个地放入汽水中。当您将糖心放入汽水中时会发生什么?
观察汽水几秒钟。糖心放入汽水后不久会发生什么?
再观察汽水至少五分钟。随着时间的推移,汽水中的糖心会发生什么变化?
您能解释糖心在汽水中的行为吗?您认为二氧化碳气体是如何参与其中的?
额外尝试: 再次尝试这项科学活动,但这次使用其他糖果。您使用其他糖果会得到相同的结果吗?如果它们不“跳舞”,您认为这是为什么?
额外尝试: 除了使用汽水,还可以尝试使用水、醋和小苏打,这也会产生二氧化碳气体。具体来说,尝试将玻璃杯装满约一半的水,混入一茶匙小苏打,加入糖心,然后缓慢加入醋,直到玻璃杯几乎装满。糖心会在小苏打和醋的混合物中“跳舞”吗?
额外尝试: 另一种探索碳酸化的有趣方法是尝试喷射科学:健怡可乐与曼妥思的爆发“把科学带回家”活动。这两种基于二氧化碳的反应有什么相似之处?您认为它们在哪些方面有所不同?
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观察与结果
糖心是否先沉到杯底,然后随着时间的推移,在汽水中再次浮起——然后再沉下去——“跳舞”?
在这项活动中,您将糖心放入一杯刚倒入的新鲜碳酸汽水中。由于糖心比汽水密度大,它们应该很快沉到杯底。但随后应该会发生一些有趣的事情。几分钟后,一些(或全部)糖果应该会开始缓慢地在汽水中上升。汽水中的二氧化碳气泡会粘附在糖果上,当足够多的比汽水轻的气泡积聚在给定的糖果上时,它们应该会将糖果向上抬起穿过汽水。一旦到达汽水顶部,二氧化碳气泡就会逸入空气中,导致糖果再次下沉。但是当糖果下沉时,应该会有更多的气泡粘附在它上面,导致它再次上升并重复这个循环。这种上下运动使糖心糖果看起来在汽水中缓慢地“跳舞”。
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