滅火泡沫

一場火熱的科學專案

用化學反應滅火!

喬治·雷塞克

關鍵概念
化學
氣體

反應
燃燒

引言
你家裡有滅火器嗎?希望你有!在發生火災時,它可以救你的命。但你有沒有想過這些滅火器是如何工作的?其中一些甚至不含水,這可能是你想到滅火時首先想到的東西。除了水,還有什麼可以熄滅火焰呢?做這個活動來找出答案——並像變魔術一樣熄滅蠟燭!

背景知識
當某物燃燒時,實際上發生了什麼?火,也稱為燃燒,是氧氣與被燃燒物質發生化學反應的結果。幸運的是,並非所有東西在暴露於空氣或氧氣中時都會立即著火。要發生火災,必須滿足某些條件:首先,你需要可燃材料,或燃料,它可以燃燒。其次,這種材料需要足夠熱,才能著火。然後,燃燒反應必須產生足夠的熱量以維持火勢。最後,火需要氧氣才能燃燒。如果缺少熱量、燃料或氧氣中的任何一個,就不會發生火災。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮訂閱我們屢獲殊榮的新聞報道,以支援我們的工作。 訂閱。透過購買訂閱,您可以幫助確保有關塑造當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


滅火器的設計目的是去除火災燃燒所需的必要“成分”之一。 有幾種方法可以做到這一點。例如,可以使用水來去除火災的熱量。加水通常會使燃料冷卻到足以停止燃燒的程度。某些型別的滅火器使用乾粉化學品來中斷化學燃燒反應。另一種選擇是用一層泡沫、二氧化碳氣體或阻止空氣到達火焰的乾粉化學品覆蓋火。上述每種方法都會產生相同的結果:火被撲滅。你可以在這個活動中親身體驗,甚至不需要使用真正的滅火器——只需一些小蘇打和醋。好奇這兩種成分如何熄滅火焰嗎?那就試試吧!

材料

  • 小蠟燭

  • 火柴

  • 成人助手

  • 小蘇打

  • 湯匙

  • 培樂多或橡皮泥

  • 放置蠟燭的玻璃盤(蠟燭不應太高;它必須低於盤子的頂部。)

  • 進行此活動的安全區域

 

準備

  • 使用培樂多或橡皮泥將蠟燭粘在玻璃盤的中心。

  • 在蠟燭周圍撒上幾湯匙小蘇打。盤子的底部應完全覆蓋約四分之一英寸的小蘇打。

 

步驟

  • 在成人的幫助下,用火柴點燃蠟燭。觀察火焰幾秒鐘。火焰看起來像什麼?是大還是小?

  • 小心地將一些醋倒入玻璃盤中的小蘇打上。應該足夠使所有小蘇打溶解。但是,請確保沒有液體或泡沫接觸到火焰。當你將醋加入小蘇打時會發生什麼?你能解釋你的觀察結果嗎?

  • 新增醋後,仔細觀察蠟燭。火焰會發生什麼?蠟燭會繼續燃燒嗎?注意:如果你沒有看到任何事情發生,請嘗試增加你新增到玻璃盤中的小蘇打或醋的量。

  • 如果火焰熄滅,請嘗試再次用火柴點燃蠟燭。這樣做容易還是困難?如果你靠近蠟燭,火柴會發生什麼?

  • 清理你的玻璃盤,然後再次重複實驗,但這次不要用醋,而是將水倒在小蘇打上。這次火焰會發生什麼?你觀察到相同的反應嗎?如果沒有,你能解釋一下差異嗎?

  • 額外:除了醋之外,你還能在廚房裡找到其他與小蘇打混合時產生二氧化碳的液體嗎?記住,這些液體必須是酸性的。當你將這些溶液新增到小蘇打中時,觀察你燃燒的蠟燭。它們如何反應?你的火焰會繼續燃燒還是熄滅?

  • 額外:與成人一起,找到你家裡的滅火器(如果有),並閱讀其成分列表。你能找出它是如何滅火的嗎?向成人詢問如何在緊急情況下使用此滅火器。但請小心不要意外地真正使用它!

 

觀察和結果
你成功地熄滅了火焰嗎?你甚至看不到是什麼讓蠟燭熄滅的,但它確實熄滅了——看起來像魔法一樣!最初,你的蠟燭應該燃燒得明亮而穩定。畢竟,它有足夠的來自蠟燭的燃料、來自火柴的熱量和來自空氣的氧氣來維持火勢。但是,你應該觀察到,在你將醋加入玻璃盤中的小蘇打後,過了一小段時間,火焰突然熄滅了。發生了什麼?答案與當你將醋與小蘇打混合時發生的化學反應有關。

小蘇打是化學化合物碳酸氫鈉的另一種名稱。它與任何型別的酸(如醋)反應形成氣態二氧化碳 (CO2)。你實際上可以看到它的產生——它會在你將醋加入玻璃盤時產生氣泡和泡沫。同樣的二氧化碳反應會使小蘇打火山爆發或當你將酸與碳酸氫鈉混合時使氣球膨脹。在這個實驗中,CO2 熄滅了蠟燭火焰。雖然你看不到它,但小蘇打-醋反應產生的 CO2 開始從底部向上填充玻璃盤。最終,一旦玻璃盤中的所有空氣都被二氧化碳取代,火焰就再也沒有氧氣可以燃燒,它就會熄滅。如果你嘗試再次點燃蠟燭,它不會點燃,因為火柴一旦進入玻璃盤中的二氧化碳層也會熄滅。

但是,當你只將水新增到玻璃盤中的小蘇打時,不會產生二氧化碳,因為水不是酸。因此,只要有足夠的氧氣和燃料,蠟燭就應該繼續燃燒。

此活動靈感來自尼爾·阿德利的《101個偉大的科學實驗》。

清理
確保你熄滅了蠟燭。用水和肥皂沖洗玻璃盤,並丟棄培樂多或橡皮泥。

更多探索來自科學學習中心的什麼是火?
來自 HowStuffWorks 的滅火器的工作原理
來自大眾科學奇觀科學:探索自制火箭,來自科學夥伴的適合所有年齡段的科學活動!

此活動與科學夥伴合作推出

© .