第一章難倒哈裏·波特的化學魔法會跳舞的火柴(3 / 3)

泡沫滅火器

試著這樣做

滅火器是我們生活中必備的用具,有了它可以降低火災帶來的傷害和損失。那麼,滅火器為什麼能滅火?它的原理是什麼呢?

我們不妨也做一個小小滅火器,做好後,你對滅火器的原理就會了如指掌了。

需要準備的材料是膠卷盒、蘇打、食醋、衛生紙、飲料瓶。在衛生紙上放三湯匙左右的蘇打後包成糖塊狀;把包成糖狀的蘇打放進膠卷盒裏,倒入食醋,並迅速蓋好蓋子;一蓋好膠卷盒蓋兒,膠卷盒蓋兒就被啟開,緊接著泡沫就會從裏麵溢出來。

原來如此

蘇打和食醋裏的酸發生反應,生成二氧化碳氣體。當生成的氣體一旦形成足夠的壓力時就會推開膠卷盒蓋兒,進而氣體和液體的混合形成泡沫溢出膠卷盒外。廣泛運用二氧化碳泡沫的有泡沫滅火器,其原理比較簡單。倒置泡沫滅火器搖晃時,兩種液體互相混合生成二氧化碳。這兩種溶液就是碳酸氫鈉和硫酸鋁。把這兩種溶液混合在一起,就會起化學反應,生成二氧化碳和氫氧化鋁。這氫氧化鋁具有黏糊糊的糨糊性質,包住了二氧化碳,這樣二氧化碳就不易跑出去,而附於著火物表麵。滅火器就是利用這個原理製成的。

小木炭的舞蹈

試著這樣做

小木炭不僅能跳舞,還會發出好看的紅光,這樣有趣的景象,你想不想親眼看一看?

取一支試管,裏麵裝入3~4克固體硝酸鉀,然後用鐵夾直立地固定在鐵架上,並用酒精燈加熱試管。當固體的硝酸鉀逐漸熔化後,取小豆粒大小木炭一塊,投入試管中,並繼續加熱。過一會兒就會看到小木炭塊在試管中的液麵上突然跳躍起來,一會兒上下跳動,一會兒自身翻轉,好似跳舞一樣,並且發出灼熱的紅光,有趣極了。你在欣賞小木炭優美的舞姿的同時,能回答出小木炭為什麼會跳舞嗎?

原來如此

在小木炭剛放入試管時,試管中硝酸鉀的溫度較低,還沒能使木炭燃燒起來,所以小木炭還在那靜止地躺著。對試管繼續加熱後溫度上升,小木炭達到燃點,這時與硝酸鉀發生激烈的化學反應,並放出大量的熱,小木炭立刻燃燒發光。因為硝酸鉀在高溫下分解後放出氧來,氧立刻與小木炭反應生成二氧化碳氣體,這個氣體一下子就將小木炭頂了起來。木炭跳起之後,和下麵的硝酸鉀液體脫離接觸,反應中斷了,二氧化碳氣體就不再發生,當小木炭由於受到重力的作用落回到硝酸鉀上麵時,又發生反應,第二次跳起來。這樣循環往複,小木炭就不停地上下跳躍起來。

紅糖變白糖

試著這樣做

稱取5~10克紅糖放在小燒杯中,加入40毫升水,加熱使其溶解,加入05克~1克活性炭,並不斷攪拌,趁熱過濾懸濁液,得到無色液體,如果濾液呈黃色,可再加入適量的活性炭,直至無色為止。將濾液轉移到小燒杯裏,在水浴中蒸發濃縮。當體積減少到原溶液體積的1/4左右時,停止加熱。從水浴中取出燒杯,自然冷卻,有白糖析出。為什麼加入活性炭之後,紅糖就變成白糖了呢?

原來如此

紅糖中含有一些有色物質,要製成白糖,須將紅糖溶於水,加入適量活性炭,吸附紅糖中的有色物質,再經過濾、濃縮、冷卻後便可得到白糖。

木炭的吸附能力

試著這樣做

做這個遊戲需要木炭、塑料眼藥水瓶、藍墨水、玻璃瓶、小刀等。首先將木炭研成粉末;用小刀切去塑料眼藥水瓶的瓶底;將炭粉裝入眼藥水瓶並壓實;在一杯水中擠入幾滴藍墨水,使水變成藍色;用另一個眼藥水瓶吸滿兌稀的藍墨水,逐漸加入到盛有炭粉的眼藥水瓶中。這時候,從盛有炭粉的眼藥水瓶滴下的“藍墨水”藍色消失了,流出的水是無色的。

原來如此

木炭具有很強的吸附能力,常常用來吸附色素和有毒氣體。當藍色墨水流進炭粉層時,藍色的色素被炭吸收,這時流出的液體也就變為無色的了。

血跡為何不能用熱水洗

試著這樣做

我們如果不小心受了傷,衣服上沾上了血跡,要立即清洗,否則時間久了,血跡斑點將不容易除盡。而且在清洗血跡時,不能用熱水,隻能用冷水。這點可以用一個小遊戲來加以說明。

取兩塊白布,分別滴上幾滴新鮮的雞血。將一塊白布浸泡在熱水中,另一塊浸泡在冷水中,片刻後,取出兩塊白布,你就會發現浸泡在熱水中的血跡變成了暗紅色,而冷水中的血跡依然是鮮紅色的,而且顏色也變淺了。取些肥皂,抹在兩塊白布的血跡處搓洗,用冷水浸泡過的白布上的血跡清洗得幹幹淨淨,而用熱水浸泡過的血跡卻無法清洗幹淨。

原來如此

血液中含有血紅蛋白,它遇熱會發生化學變化,未發生變化前的血跡能溶於水,而受熱後就變得不溶於水了,就像我們平時吃的雞血,加熱後變成了不能溶於水的塊狀一樣,這樣自然就不易洗幹淨。同樣的道理,血跡暴露在空氣中時間久了,也會發生類似的化學變化,這就是陳久血跡不易洗去的道理。

如何讓鐵不生鏽

試著這樣做

我們家裏的鐵製用品,時間久了可能就會生鏽,不僅不美觀,用起來也不方便,鐵為什麼易生鏽?怎樣才能避免呢?我們可以通過小遊戲來找到答案。

我們需要準備鐵釘(沒經過電鍍處理的)、生石灰或無水氯化鈣固體、自來水、試管、橡皮塞。將四根潔淨的鐵釘分別放入四支試管中。向第一支試管加入少量自來水,使鐵釘的一部分浸入水中,另一部分暴露在空氣中;向第二支試管也加入自來水,使鐵釘全部浸在水中;向第三支試管加滿冷卻的沸水,塞緊橡皮塞;向第四支試管加入少量生石灰或無水氯化鈣固體,塞緊橡皮塞。這時,你會發現,第一根試管內鐵釘生鏽最嚴重。這是為什麼呢?

原來如此

鋼鐵是由鐵元素組成的,含有少量碳。在潮濕的空氣中由於受水、氧氣、二氧化碳等物質的作用,表麵很容易生成鐵鏽,鐵鏽疏鬆多孔,因而使內層的鐵繼續被腐蝕,出現層層脫落現象。第二支試管內鐵與水中的氧氣也發生反應,但溶在水中的氧氣少,所以鏽蝕速度慢。而第三支試管中幾乎沒有氧氣,煮沸水的過程中,溶在水中的少量氧氣幾乎全除掉了,所以不會生鏽。第四支試管中雖有氧氣,但幾乎無水,生石灰或無水氯化鈣將空氣中的水汽除去了,這樣在室溫下鐵與氧氣是不能發生化學反應的。

怎樣才能使鋼鐵不生鏽呢?鋼鐵生鏽需要空氣和水,如果使水和空氣不能接觸金屬的表麵,鏽就不會產生。防止鋼鐵生鏽最簡單的方法是在其表麵塗一層保護膜。如鐵釘、槍炮膛等礦物性油脂;鐵門、窗上塗油漆;茶杯外層覆蓋搪瓷、塑料;釘書釘外層鍍一層鋅,罐頭盒是在鐵表麵鍍了一層錫;自行車鋼圈是在鋼表麵鍍了一層鉻。

發動機的原理

試著這樣做

在生活中,我們經常要坐汽車,我們都知道,發動機是汽車的心髒,那麼,發動機是靠什麼原理啟動的呢?讓我們做一個小遊戲,來搞明白這個問題吧。

需要準備的材料有:空啤酒罐、紙杯、圖釘、噴香水用的小噴霧器、火柴、錐子、酒精(可以從藥房買)。一切準備就緒後,將啤酒罐洗淨晾幹,在底部2厘米處用圖釘紮孔後,再用錐子把直徑擴大至3毫米左右,往罐裏噴兩下酒精,沒有噴霧器滴3~5滴也可。噴酒精時,量別太多,以防起火。點火時,用打火機容易燒傷皮膚,所以要用火柴。周圍不要放易燃物品!用紙杯倒扣啤酒罐,壓緊後搖晃2~4次。把搖晃後的啤酒罐放在地上,點燃火柴,把火柴移到紮眼的部位。

點火後,隨著“砰”的一聲,紙杯蹦了上去。

原來如此

啤酒罐裏有酒精揮發氣和空氣的混合體,因此用火柴點火就會引起爆炸。但是,不是什麼時候都能引起酒精爆炸的。空氣和酒精的混合比例適宜時才產生爆炸。汽車發動機的設計是合乎這個比例的。汽車使用的汽油發動機設計得很精巧,燃料與空氣的混合比及點火的時機把握得也很準。若將汽油換成煤油或輕油、點火的時機把握得不準、燃料未能噴射等等,發動機便不能運轉。