牛奶煙火
清潔劑如何改變分子間的相互作用?
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核心概念
  • 分子相互作用

  • 簡介

    來慶祝吧!! 想要隨時都能享受煙火帶來的美妙時光,卻不需要點火就能辦到?在這個實驗中,我們只需要一些簡單的廚房用品,就能創造出炫麗的煙火!

  • 背景

    清潔劑的分子結構,讓它們能夠輕鬆去除污垢,並帶走油性分子。它們由末端帶有原子的長鏈烷基組成。長的一端是親油基,會吸引油但是排斥水 ; 而另一端是親水基,會吸引水分子。因為這樣的特性,我們把它應用在實驗中,來製造有趣的效果。使用下面的材料,在餐桌上創造屬於你的色彩吧!

  • 實驗準備

    • 在碗或深盤中倒入一半的牛奶
    • 在牛奶中間滴入3-4滴食用色素。您可以使用多種顏色,但盡量不要讓它們混在一起。
  • 步驟

    1. 用棉花棒的一端沾取清潔劑。
    2. 預測一下 : 當清潔劑和牛奶混合在一起的時候會怎麼樣?
    3. 拿起棉花棒,輕輕放入色素中央,不要攪拌混合,觀察看看會有什麼變化。
    4. 試著將棉花棒沾入碗中的不同位置,觀察看看它在碗中跟碗邊的作用方式是否不同? 清潔劑最後會停止作用嗎? 每次形成的圖案都一樣嗎?
  • 觀察與結果

    為什麼牛奶中的色素會被棉花棒推開? 因為牛奶含有脂肪和水分,但是脂肪與水並不互溶。而清潔劑正好就是一種可以與脂肪和水交互作用的特殊分子。當它與牛奶中的脂肪連結時,就能使脂肪溶在水中,並且到處移動。而清潔劑分子會繼續在牛奶中尋找可以跟它結合的脂肪分子,當它們在牛奶中移動時,就會推動牛奶裡的色素。直到最後,所有的清潔劑分子都找到了脂肪分子來連接,它們就不需要再移動了。這就是為什麼洗碗精能夠有效清潔油膩的碗盤。清潔劑分子會附著在碗盤的油脂分子上,使它們更容易溶於水,就能輕易被沖洗掉。

  • 清理

    完成實驗後,請務必清理乾淨。混了色素的牛奶可以倒進水槽,並用清水沖洗乾淨。使用過的碗或盤子也要清洗乾淨。記得丟掉使用過的棉花棒,然後把其他的材料放回原來的位置。

  • 探索更多

    如果牛奶中的脂肪是形成牛奶煙火的主因,那麼若是嘗試使用不同脂肪量的牛奶,結果會有不同嗎?比方說,用脫脂牛奶代替全脂牛奶?奶精也可以嗎?或是其他液狀的奶製品?

    使用牛奶來做這個實驗很棒,因為它是白色的,可以讓我們很容易地看到食用色素的變化。但,一定要是牛奶嗎? 或者也可以試試其他液體,甚至混合不同的液體嗎?請記住,並不是在家中找到的任何液體都是安全的,因此在使用前請務必詢問大人。如果要使用不能飲用的液體,請務必特別小心。

    您認為除了清潔劑之外,還有什麼可以用來製造同樣的效果呢?如果您發現效果更好或更差的選擇,您能否找出或它們為什麼效果更好或更差的原因?

    最後,我們來討論一下棉花棒。除了棉花棒以外,你能不能想出其他的方法來添加清潔劑?如果同時在兩個或多個位置加入清潔劑會怎樣呢?

    延伸思考 : 使用食用色素可以產生很好的視覺效果,但你可以自由發揮創意。試試看能不能想出其他的方法來證明牛奶的移動?

  • 安全第一與成人監督

    • 請小心按照實驗說明進行操作。
    • 每個實驗應有負責監護的成年人協助。
    • 儘管在家裡進行科學實驗是令人興奮的學習和實踐科學的方法,但必須注意,有些實驗可能要求參與者採取額外的安全措施,以及/或者會把地方弄得髒亂。
    • 成年人應負責或協助處理可能有危險的材料或尖銳物品。
    • 在進行實驗前,成年人應檢視實驗內容,並決定學童的年齡是否適合參與該項活動。