关键概念
化学
气体
化学反应
热分解
引言
小苏打不仅非常适合烹饪，而且也是科学项目中有用的化学物质。您可能听说过甚至使用过小苏打-醋反应来制作自制火山喷发、将瓶火箭射向空中或检测酸和碱。然而，在小苏打的帮助下，您可以探索更多的化学反应。其中一种叫做分解反应，它会使小苏打失去重量！想知道它是如何工作的吗？
背景
化学物质可以发生许多不同的反应，例如产生新物质的合成反应，或者物质通常与氧气反应并以热的形式产生能量的燃烧反应。另一种反应类型是分解反应，它是合成反应的相反过程。当化学物质分解时，它会分解形成两种或多种单独的化合物。大多数化合物都相当稳定，不会自发分解。您必须投入大量能量才能打破它们的化学键。然而，当化学物质暴露于足够多的能量时，无论是热、辐射、电还是光的形式，它们都会分解。
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分解反应是一些化学物质或处方药被储存在深色玻璃瓶中的原因。通常，您不希望化学物质分解，因为它的化学性质会发生变化。深色玻璃减少了到达化学物质或药物的光量，因此防止了化学物质的光诱导分解。
小苏打，或碳酸氢钠（NaHCO3），是一种在加热时会发生分解反应的化学物质。在高于 176 华氏度（80 摄氏度）的温度下，碳酸氢钠开始分解成三种化合物，形成碳酸钠（Na2CO3）、水（H2O）和二氧化碳（CO2）。您每次烹饪和烘烤时都会使用这种反应。产生的二氧化碳气体使烘焙食品膨胀！碳酸氢钠的温度越高，它分解得越快。只有碳酸钠会作为固体产物保留下来。二氧化碳和水在温热的温度下都是气体，这意味着它们会消失在周围的空气中。您实际上可以测量这种损失——获取一些小苏打，并在这个活动中找出方法！
材料
两个烤箱安全盘
勺子
小苏打
数字秤（最好是 0.1 克增量）
烤箱
烤箱手套
成人助手
耐热表面
计时器
纸和笔或铅笔
准备
将您的厨房烤箱预热至 200 华氏度（约 93 摄氏度）。
打开秤并将其归零。
将第一个盘子放在秤上。记下它的确切质量。
然后再次将秤归零，用勺子添加 15 克小苏打。
将空盘子的质量添加到小苏打的质量中，计算出它们的总重量。将结果写在一张纸上。
用第二个盘子重复这些步骤。确保记住哪个盘子是哪个。您可以随意标记它们。
步骤
一旦烤箱达到目标温度（200 华氏度），让您的成人助手将第一个装有小苏打的盘子放入烤箱。记下它是哪个。
将计时器设置为 15 分钟，让盘子在烤箱中直到计时器响起。您认为烤箱中的小苏打会发生什么？
让您的成人助手小心地将装有小苏打的盘子从烤箱中取出。确保戴上烤箱手套！小苏打看起来怎么样？它在加热时改变了外观吗？
将盘子放在工作区的耐热表面上，让它冷却五到十分钟。
将烤箱设置为 400 华氏度（约 204 摄氏度）。
再次打开您的秤，将其归零，并将冷却后的装有小苏打的盘子放在秤上。记下它的确切质量。与将装有小苏打的盘子放入烤箱之前的质量相比，质量如何？它变重了、变轻了还是保持不变？
当烤箱达到新的目标温度时，让您的成人助手将第二个装有小苏打的盘子放入烤箱内。
同样，将计时器设置为 15 分钟，让小苏打在烤箱中保持整个时间。您认为在 400 华氏度下会得到不同的结果吗？这次小苏打会发生什么？
15 分钟后，让您的成人助手使用烤箱手套小心地将装有小苏打的盘子从烤箱中取出。这次小苏打看起来怎么样？它改变了颜色还是看起来仍然一样？
将其放在一边，让盘子冷却五到十分钟。
然后再次打开秤，将其归零，并将第二个冷却后的盘子放在秤上。记下它的确切质量。在 400 华氏度下加热 15 分钟时，小苏打（加盘子）的质量如何变化？
计算小苏打在 200 华氏度和 400 华氏度下加热前后的质量差。从加热前盘子和小苏打的质量中减去加热后盘子和小苏打的质量。在加热过程中损失或增加了多少质量？两种温度之间有差异吗？
您还可以通过计算其重量损失百分比（加热前后小苏打质量的差异，乘以 100，然后除以初始小苏打质量）来表示小苏打质量的变化。小苏打在两种温度的加热过程中损失或增加了多少百分比的质量？它是一样的吗？如果不是，您能解释一下差异吗？
额外：您可以测试小苏打质量在其他温度下如何变化。重复相同的测试，但将烤箱设置为不同的温度（例如 250、300 或 350 华氏度）。您认为您在每个温度下的结果会不同还是相同？为什么？
额外：您能在厨房里找到其他可以分解的物质吗？找出这些化合物分解的温度，如果可能（且无害），请自己测试一下！
观察和结果
您看到您的小苏打变轻了吗？您应该看到了——至少在 400 华氏度的较高温度下是这样。对于较低的温度，加热后您的小苏打质量可能与放入烤箱前相同（或几乎相同）。小苏打在 176 华氏度左右的温度下开始分解。然而，在这些温度下，分解会相对缓慢。在 200 华氏度的烤箱中加热 15 分钟不足以显著分解小苏打。
当您将温度升高到 400 华氏度时，分解反应会更快地发生。15 分钟足以将小苏打分解成碳酸钠、水和二氧化碳。气态产物（水和二氧化碳）会逸入空气中，这就是为什么您最终的产品应该比您放入烤箱的轻得多。
小苏打的外观在任何温度下都不会改变。尽管您在分解反应中从小苏打制成了一种新产品——碳酸钠，但它看起来仍然相同。两种物质都是白色粉末。
清理
务必关闭烤箱。让两个盘子冷却至室温。然后您可以将使用过的小苏打扔进垃圾桶。用温水和肥皂洗手，并清洁您的工作区域。
更多探索 热分解，来自 BBC Bitesize
儿童化学，化学反应，来自 Ducksters 教育网站
碳酸氢钠或小苏打的分解方程式，来自 ThoughtCo。
这项活动与科学伙伴合作推出
