法老之蛇

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原作者:謝迺岳
關鍵詞:砂糖,燃燒,小蘇打
同義詞:烤煻,焦糖,膨糖
戴著頭巾的法師把一顆白色的藥片放在地上,然後對著它吹奏起魔性的笛樂;助手灑上魔水並點著火,藥片中就冒出小小的黑蛇;隨著火焰的搖擺,蛇也變得愈粗愈長,還捲曲起來,好嚇人……。


探究問題

把砂糖與小蘇打混合後在大火中焚燒,為什麼會出現鬆散又似堅實的結構?用砂糖與小蘇打製作法老之蛇,最佳的比例是多少?火焰穩定時,法老之蛇的成長速率是否也穩定?把糖和其他鹽類混合來製作法老之蛇,效果如何?


實作項目

  1. 材料
    砂糖,小蘇打,甲醇,鐡罐,羊奶瓶鋁蓋,硝酸鉀,硫酸銅,氯化銨
  2. 製作
    在鋁蓋中盛放砂糖與小蘇打(4:1)的混合物。在盤中盛水,盤內放一個小鐡罐;罐中盛30mL甲醇,把兩個鋁蓋疊放(下層空的)在鐡罐內。
  3. 操作
    把點火槍點著後,再靠近鐡罐。點火後即可看見小黑蛇從鋁蓋上冒出,五分鐘後會長成一條大黑蛇。
  4. 猜測:製作法老之蛇時,砂糖與小蘇打的最佳比例是多少?先猜想再實作。
  5. 猜測:火焰穩定時,是否大黑蛇的長度與燒燃時間成正比?先猜想再實作。
  6. 猜測:用各種鹽類代替小蘇打,是否也能產生法老之蛇?先猜想再實作。


結果與討論

糖為碳水化合物,燃燒時生成水蒸汽與二氧化碳氣體,會使殘餘的灰份變膨鬆。小蘇打受熱也會產生大量二氧化碳氣體,就能形成壯觀的法老之蛇。

  1. 結果:必須糖多小蘇打少,才能使二氧化碳發揮膨鬆的作用,例如有名的「膨糖」也是如此製作。法老之蛇的最佳比例是糖:小蘇打=4:1。在大火燃燒時可製成50cm長的黑蛇。
  2. 結果:剛開始燃燒時,蛇的成長緩慢。接著小蘇打受到高溫時,蛇的成長非常迅速。在小蘇打消耗將盡時,成長再度減慢。
  3. 結果:使用任何能產生氣體的鹽類,與糖混合在燃燒時都能製造法老之蛇,但仍然以小蘇打產生的蛇最長。其中硫酸銅有結晶水,會產生水蒸汽,且青綠的焰色很美觀。硝酸鉀會產生氧氣能助燃,加上鉀離子的催化作用,使燃燒很劇烈。氯化銨受熱時分解為氯化氫與氨氣,都有助於糖的灰份膨鬆。



教學目標

各年齡及學歷皆可。

  1. 知識上:認識糖與鹽類受熱分解與燃燒的性質,學習燃燒甲醇時的安全守則。
  2. 技能上:能夠佈置安全的燃燒實驗環境,習得觀察與記錄的經驗。
  3. 情意上:發現科學的趣味,欣賞常見物品的化學變化,願意遵從實驗規則。

應用

  1. 在科學上:焦糖化,燃燒方式的學習。
  2. 在科技上:膨糖的製作,廢棄物處理。
  3. 在藝術上:製造不同形狀的法老之蛇。
  4. 進階活動:製造不同形狀的法老之蛇。

參考資料