彈珠汽水

每個小孩都愛吹泡泡。玩泡泡的成本很便宜，不佔空間不污染，隨時可以配製或買到，剩餘的泡泡水還可以用來清潔，真是完美的玩具。泡泡只需吹口氣就能變出來、可在空氣中飄浮、漂亮的球形與繽紛的色彩、不一會兒就會破，種種現象都很有趣，個個都是值得探索的科學題材。

探究問題

泡泡水是什麼成分？為什麼吹氣會形成泡泡膜？為什麼吹出來的泡泡總是球狀？大的和小的泡泡球中的氣壓有何不同？除了遊戲與清潔之用，吹泡泡的原理在生活中還有那些應用？

實作項目

1. 材料
   泡泡水，各式吸管，尺，細鐡線，各式塑膠杯
2. 製作
   購買泡泡水；或參考網路配方，將洗碗精、甘油與水攪拌均勻後，隔夜再使用。
3. 操作
   先用吸管在空中緩緩吹泡泡，然後在濕的桌面玩。
   1. 猜測：利用手邊的工具來吹泡泡，那一種器材能在空中吹出最大的泡泡？先猜想再操作。
   2. 猜測：桌上有一大一小兩個相連的泡泡，其中那一個泡泡內的氣壓較大？先猜想再操作。
   3. 猜測：將細吸管剪成許多小段，用線鐡線穿過吸管來組合成各種多面體。將多面體沈入泡泡水中再拉起來，會形成幾面泡泡膜？先猜想再操作。
      

結果與結論

由於水分子的內聚力造成表面張力，使得水與泡泡在無邊界時會形成球形。又因為泡泡水的表面張力比純水小，使泡泡容易膨脹，吹氣時能夠變得很大。

1. 結果：50mL飽和小蘇打水溶液與6.5mL飽和檸檬酸水溶液可以完全反應；中和 時水溶液為綠色，而且摸杯子會感覺涼涼的。原因是小蘇打和檸檬酸的反應式 為：C 6 H 8 O 7 +3NaHCO 3 →Na 3 C 6 H 5 O ７ +3CO 2 +3H 2 O。分子量分別為小蘇打 84.0g/mole與檸檬酸192g/mole；再考慮溶解度的結果，可預測所需的比例。
2. 結果：水能夠噴到三層樓高，表示瓶內的氣壓至少有三個大氣壓。實驗中，瓶內的小蘇打含量都相同，額外增加的清水可以讓小蘇打稀釋使反應快速，且裝滿水的瓶內氣壓增加較快，能使水噴的愈高。
3. 結果：瓶中若有150mL飽和小蘇打水溶液，則含有15g小蘇打，使用20mL的檸 檬酸液 恰可以中和且完全反應，在常溫下能產生4.4L的二氧化碳。然而每次往 瓶內注入5mL的溶液只能耗掉1/4小蘇打，有些小蘇打水溶液尚未產生二氧化 碳氣體就被排出瓶外；另外，溶於水中的二氧化碳也使瓶內的氣壓不足，所以 實驗不易操作，值得進一步探究。
   

教學目標

遊戲不限年齡，而相關化學公式必須國中程度以上才能理解。

1. 知識上：認識汽水的成分與化學式，理解吸熱放熱的分子領域解釋。
2. 技能上：精密實驗、控制變因、配製飽和溶液、鑽孔與密閉等操作。
3. 情意上：喜歡鄉土科學，願意深入探索與計算。

應用

1. 在科學上：酸鹼中和、絕熱膨脹、化學反應式的平衡、波以耳定律等的學習。
2. 在科技上：消暑降溫，製備二氧化碳；冷氣工作原理，滅火器。
3. 在藝術上：配製彩虹汽水。
4. 進階活動：設計汽水車比賽。