核心概念
物理科學
化學元素
化學反應
簡介
當你將兩種常見的廚房化學品與少許食用色素、畫筆和朋友混合時會發生什麼? 透過這項起泡的人行道活動來找出答案,它看起來像一個藝術專案,但實際上非常科學。 這是向孩子們介紹物理科學中的化學反應的好方法,同時還能將混亂控制在室外。
背景
乙酸和碳酸氫鈉聽起來可能非常專業,但它們是兩種流行的家用產品的主要成分:醋和小蘇打。 兩者都是非常活躍的物質; 它們在醫藥、食用配方和清潔劑中都有應用。 將它們放在一起,你就會得到一個真正的化學反應。
當乙酸與碳酸氫鈉混合時,會產生一種叫做碳酸的化合物,這種化合物在自然界中很多地方都能找到,包括血液甚至海洋。 但是由於碳酸是一種不穩定的化合物,會發生快速而劇烈的分解反應,產生兩種新的化合物——水 (H2O) 和二氧化碳 (CO2)。 當兩種化合物結合然後分解時,你看到的起泡和聽到的嘶嘶聲就是分解反應的物理證據。 想想經典的小蘇打和醋火山科學展覽專案!
材料
• ½ 盒小蘇打
• ¼ 杯玉米澱粉
• 1 杯熱水
• 食用色素
• 可水洗顏料(可選)
• 碗(數量與你想製作的顏色數量相同)
• 注意: 此配方是每種顏色的用量,因此請將數量乘以你將擁有的顏色數量
• 白色蒸餾醋
• 噴霧瓶
• 畫筆
• 車道或人行道
• 水管或雨水(用於清理)
準備 每種顏色:
• 將小蘇打和玉米澱粉在碗中混合在一起。
• 小心地將熱水倒入乾燥的混合物中,並加大力度攪拌以溶解任何結塊。 恭喜! 你剛剛製作了你的白色顏料基底。 (如果你的混合物中有太多的玉米澱粉,它可能會變成一種叫做 Oobleck 的奇怪物質,很難攪拌。 不用擔心——只需新增更多的水並攪拌即可。 你可以在Oobleck 活動中瞭解更多關於這種奇怪混合物的資訊。)
• 現在,將食用色素滴入白色顏料基底,直到達到你喜歡的顏色強度。 在這裡,你也可以新增大量的商店購買的可水洗顏料,但這只是可選的,並且僅提供額外的鮮豔度。
• 注意: 此活動可能會有點髒亂,因此請務必穿著適合這項任務的衣服!
步驟
• 拿起你的畫筆,盡情在你的車道或人行道上繪畫,注意行人和車輛,保持禮貌。 繪製形狀,書寫文字,或者,為了真正“深入人心”,嘗試製作與元素週期表上的元素相匹配的形狀和字母。
• 一旦你畫好了你的戶外表面,讓它乾燥大約五到十分鐘。 這樣反應效果會更好。
• 當你等待顏料乾燥時,小心地用白色蒸餾醋裝滿噴霧瓶。
• 作為最後一步,讓你的孩子使用噴霧瓶將醋噴灑在藝術作品上,並等待驚歎聲!
• 當醋與小蘇打和玉米澱粉藝術品接觸時會發生什麼? 它讓你想起了你所知道的任何其他物質嗎?
觀察和結果 你看到科學發生了嗎? 當顏料溶液中的醋(乙酸)和小蘇打(碳酸氫鈉)結合時,它們會產生碳酸。 但這是一種非常不穩定的化合物,因此它們不會形成良好的平靜溶液,而是透過起泡和嘶嘶作響來反應。 這種化學反應稱為分解反應。 你以前在哪裡見過這種反應? 你能猜出實驗產生的白色殘留物叫什麼嗎? 醋酸鈉! 來自碳酸反應的其餘元素配對並生成 H2O(水)和 CO2(二氧化碳),這會產生你看到的氣泡。
這項活動將一些常見的元素,如氫、碳、氧和鈉用於一些戶外樂趣。 你能在你的家中識別出多少種日常元素? 為什麼不使用彩色紙和膠帶標記它們呢? 食用鹽是鈉,元素週期表上的 Na,自來水是 H2O——(兩個)氫原子與氧的結合,這些元素在室溫下都是氣體。
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清理
這個專案是無毒且水溶性的。 你可以隨意使用水管沖洗掉這個專案,或者,為了更環保,只需等待下一次暴雨讓大自然完成髒活。
更多探索
“元素週期表”,來自《大眾科學》
“奇怪但真實:探索宇宙基石的元素之旅”,來自《大眾科學》
“二氧化碳造成的海洋酸化正在以超乎想象的速度發生”,來自《大眾科學》
《每個孩子的化學:101個真正有效的簡單實驗》,作者 Janice VanCleave
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此活動由CrazyAuntLindsey.com合作呈現