核心概念
化學
生物學
反應
催化劑
表面張力
介紹
創造一個巨大的泡沫反應,用科學來讓你的朋友們驚歎於這個經典的活動。只需幾種配料,你就能做出看起來像從管子裡擠出來的泡沫牙膏——但它非常大,看起來幾乎適合大象!
背景
你可能熟悉過氧化氫,它是一種用於清潔傷口和擦傷的消毒劑,它透過殺死細菌來達到消毒效果。但它究竟是什麼?它是一種由氫原子和氧原子組成的液體(其化學式為H2O2)。它有不同的強度或濃度。你通常會發現濃度為3%的過氧化氫(雖然有更高濃度的,但它們更危險,必須小心處理)。它在暴露於光線下時也會分解,這就是為什麼它通常裝在深棕色瓶子裡的原因。
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當過氧化氫分解時,它會變成氧氣(O2)和水(H2O)。正常情況下,這種分解發生得非常緩慢。但你可以讓這個反應發生得更快!如何做?透過新增催化劑。酵母是一種生物體,它含有一種叫做過氧化氫酶的特殊化學物質,可以作為催化劑幫助分解過氧化氫。過氧化氫酶存在於幾乎所有暴露於氧氣的生物體中,它可以幫助它們分解天然產生的過氧化氫。
這意味著,如果你將酵母與過氧化氫混合,過氧化氫將迅速分解成水和氧氣。氧氣形成氣泡。這些氣泡通常會從液體中逸出並迅速破裂。但是,加入少量洗潔精會增加表面張力,使氣泡被困住,併產生大量泡沫。這種泡沫看起來像一大團擠出來的牙膏——幾乎足夠大象使用!
材料
空塑膠瓶
乾酵母(在雜貨店的烘焙區可以找到)
溫水
液體洗潔精
3%過氧化氫
量杯
量匙
安全眼鏡
用於接住泡沫的大盆或托盤
可以容忍溢位物(過氧化氫以及可能的食用色素)的活動場所,如廚房或浴室——或室外場所
液體食用色素(可選)
不同形狀的瓶子或玻璃杯(可選)
準備工作
進行此活動時請戴上安全眼鏡,因為過氧化氫會刺激眼睛。(注意:雖然此活動的產品類似於牙膏,但它不是牙膏,所以不要嘗試使用它!)
在你計劃進行活動的地點收集你的材料。將你的塑膠瓶放在托盤或盆中,以便輕鬆清理所有泡沫。
步驟
量取1/2杯過氧化氫,小心地倒入瓶中。
在瓶中加入一大擠洗潔精,輕輕旋轉混合。
如果你想讓你的泡沫呈現單一顏色,直接在過氧化氫中加入幾滴食用色素,輕輕旋轉瓶子混合。如果你想讓你的泡沫像一些牙膏一樣有條紋,將色素滴在瓶口的內邊緣。讓它們沿著瓶子內壁滴落,但不要混合。
在一個量杯中,將一湯匙酵母和三湯匙溫水混合在一起。攪拌約30秒。
將酵母混合物倒入瓶中,然後迅速後退,觀看你的反應發生!發生了什麼?反應持續多久?
額外嘗試:嘗試不加洗潔精進行此活動。發生了什麼?結果有何不同?
額外嘗試:嘗試使用不同形狀的容器進行此活動。如果你使用瓶頸較窄或較寬的瓶子——或沒有瓶頸的圓柱形玻璃杯,會發生什麼?
觀察和結果
你可能在這個活動中看到了大量的氣泡和泡沫。是什麼使泡沫出現?當過氧化氫與酵母接觸時,它開始分解成水和氧氣。氧氣是一種氣體,因此想要逸出液體。然而,你新增到反應中的洗潔精會捕獲這些氣泡,從而形成泡沫。只要還有一些過氧化氫和酵母,反應就會繼續。一旦其中一種耗盡,它就會停止產生新的泡沫。如果你嘗試了不加洗潔精的活動,反應可能仍然會產生氣泡——但不會產生泡沫。
清理
活動結束後,將泡沫衝入水槽。
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