小实验:泡腾片火箭

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这里介绍的是一个从英国皇家学会(The Royal Institution)网站上看到的实验,操作方法和注意事项都来自他们提供的文档,我还没有顾上实际试一下,所以还没有什么亲身经验可以提供。

这是一个原理比较简单的实验,用泡腾片产生的二氧化碳来推动饮料瓶,让它变成一个“小火箭”。

演示效果如图:

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“火箭”的本体是一个带运动盖的小饮料瓶,据说200-300ml容量的效果最好。运动盖的好处是在瓶内压力累积到一定程度时可以自己被顶开(如下图)。

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除了饮料瓶还需要一个玻璃罐或者马克杯,目的是让瓶子能够稳定的倒立在其中。

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为“火箭”提供动力的是泡腾片,各种泡腾片应该都可以,不过如果是含药物的泡腾片,一定要记得不要让小朋友误饮实验中产生的药物溶液。

接下来,在饮料瓶中加入大约半满的温水,然后放入两片泡腾片(掰成两半就可以放进去了)。迅速盖住瓶盖并快速地摇晃一下,然后倒置在玻璃罐中,退后并等待就可以了。

火箭不能顺利起飞时,为确保安全,不要立即上前查看,应该至少等待3分钟(并且我觉得戴上护目镜比较好)。如果不能顺利起飞,可能是因为水温不够,二氧化碳的产生速率比较慢,可以换用更热一点的水再尝试一下。

泡腾片中一般含有一种固体状态的有机酸(比如柠檬酸、酒石酸),以及一种可以与酸反应产生二氧化碳的盐(比如碳酸氢钠)。在固体的药片中它们并不反应,这是因为这个反应需要首先溶解在水里并电离出离子才能发生。人们泡澡时放在浴缸里的“气泡弹”其实也是一样的原理。

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通过泡腾片火箭的实验也可以直观地感受到温度对化学反应速率的影响,可以分别用不同温度的水进行测试,找到最合适的实验条件~

实验信息来源:http://www.rigb.org/docs/fizzybottlerockets_infosheet_v2_0.pdf

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