自制氣泡檸檬水

來自 Science Buddies 的趣味科學活動

蘇打水……砰!透過一點廚房化學知識,學習如何製作你自己的碳酸飲料。 

George Retseck

關鍵概念
化學


化學反應

介紹
你知道嗎?世界各地有成千上萬種不同的蘇打水。你覺得你會喜歡乳酪味的蘇打水嗎?或者章魚味的蘇打水呢?儘管不同國家的口味可能不同,但所有蘇打水都有一個共同點,那就是氣泡!沒有氣泡,蘇打水就不是蘇打水了——但你有沒有想過他們是如何製造這些氣泡的呢?在這個活動中,你將製作自己的氣泡飲料,同時探索產生這種著名氣泡的反應。

背景知識
酸和鹼在我們周圍無處不在:在洗碗液中,在我們的藥物中,甚至在我們的食物中!它們非常有用,部分原因是它們相互反應非常強烈。我們可以利用這些反應來幫助我們清潔,緩解胃部不適或使食物味道更佳。


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鹼是一種可以提供帶負電的氫氧根離子的化合物。當您將鹼新增到水中時,鹼性化合物會分解,其氫氧根離子的加入會使溶液更具鹼性。鹼存在於許多家用清潔用品中,也存在於藥物中,以幫助中和患有胃灼熱的人的胃酸。

相反,酸是一種可以提供帶正電的氫離子(或質子)的化合物。當您將酸新增到水中時,它會分解,透過新增氫離子使溶液更具酸性。儘管一些酸可能很危險,但我們也需要它們才能生存。例如,當我們咀嚼時,唾液中的酸有助於分解食物以進行消化!

當您將酸和鹼混合時,會引發酸鹼反應。當氫離子和氫氧根離子的數量相等時,酸和鹼會相互中和,形成鹽和水。在這個活動中,你將探索將酸與鹼性碳酸鹽混合時發生的反應。

材料

  • 冷水

  • 兩個檸檬

  • 一茶匙糖(或多或少,根據口味)

  • 一茶匙小蘇打

  • 塑膠或玻璃杯

  • 攪拌勺

  • 檸檬榨汁器/壓榨器(推薦)

  • 刀(用於切檸檬)

  • 成年幫手

  • 冰塊(可選)

準備工作

  • 讓你的成年幫手把兩個檸檬都切成兩半。

步驟

  • 使用檸檬榨汁器將每個檸檬的所有汁液擠入杯中。嘗幾滴果汁。你如何描述它的味道?

  • 在杯子中向檸檬汁中加入等量的冷水。再次品嚐混合物。它嚐起來與純檸檬汁不同嗎?在哪些方面?

  • 小心地加入一茶匙小蘇打。用勺子攪拌混合物。當你在檸檬汁中加入小蘇打時會發生什麼?你在杯子裡看到和聽到什麼?

  • 用勺子將一茶匙糖攪拌到混合物中。如果你想喝冷的,可以加入冰塊!

  • 品嚐你的混合物!你對味道有什麼感覺?它與純檸檬汁有什麼不同?

  • 額外步驟:讓你的混合物靜置一個小時,然後再品嚐一下。在過去的一個小時裡,味道發生了什麼變化?你認為為什麼會發生這種變化?

觀察和結果
在這個活動中,當你將小蘇打加入檸檬汁混合物時,你應該觀察到起泡或冒泡。此外,當你品嚐你的最終產品時,你也應該能夠感覺到嘴裡的氣泡——這是酸鹼反應的產物。你能猜出你的混合物中的哪種成分是酸,哪種是鹼嗎?

如果你預測檸檬汁是酸,那你就對了!你可以根據味道來識別酸性食物(例如檸檬,它們非常酸);酸對我們來說味道很酸。其他酸性食物包括醋、葡萄柚和酸橙。另一方面,鹼可能更難檢測。鹼性食物對我們來說味道可能略帶苦味,或者它們可能幾乎沒有味道。在這種情況下,混合物中的鹼是小蘇打,它沒有太多的味道。但是你可能已經猜到它是你反應中的鹼,因為你一加入它,你的混合物就應該開始起泡了!

當檸檬汁的酸(檸檬酸)與碳酸鹽鹼(小蘇打)接觸時,會發生化學反應,產生二氧化碳氣體 (CO2)。你可能知道,二氧化碳是新增到蘇打水中使其產生氣泡的相同氣體。

這個反應需要酸和鹼才能發生。因此,當你只品嚐檸檬汁或檸檬汁-水混合物時,你不應該注意到任何氣泡。水通常是中性的(不是酸或鹼)——因此,將其加入檸檬汁中不會產生產生二氧化碳氣泡所需的反應。直到你加入小蘇打,反應才發生,氣泡才被產生。

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此活動與 Science Buddies 合作推出

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