噴泉實驗---氫氧化鈉吸收二氧化碳氣體

簡介

原本燒瓶中充滿二氧化碳氣體，加入氫氧化鈉溶液並搖晃後，因為氫氧化鈉會和二氧化碳反應，二氧化碳消耗後，燒瓶內的壓力減少。造成水沿著玻璃管上升，如噴泉般噴出於燒瓶中，而且會變成粉紅色，猶如一個粉紅色噴泉。

示範步驟

1.	利用二氧化碳製造裝置製造並收集二氧化碳，裝置內加入碳酸鈣粉末或數粒大理石，滴加稀鹽酸，收集產生的二氧化碳，如圖一所示。
2.	用點燃的火柴，檢驗二氧化碳是否充滿圓底燒瓶。如果二氧化碳充滿燒瓶，點燃的火柴接近瓶口時，火柴會熄滅，如圖二所示。
3.	待確定二氧化碳已收集完畢，迅速倒入20mL的氫氧化鈉溶液，用插好一吸量管（不含吸球但接一橡皮管，橡皮管上用一節氣流夾住）的軟木塞緊塞住，搖晃約20下後，倒置於鐵架的鐵環上，如圖三所示。
4.	在鐵環下置一大燒杯，並裝滿水，滴加幾滴酚太，如圖四所示。
5.	先將橡皮管放入燒杯的水中，再將節氣流打開，觀察有何現象發生？如圖五所示。

圖一		圖二
圖三	圖四	圖五

溶液和器材

1.	二氧化碳製造裝置一組。
2.	碳酸鈣粉末若干。
3.	6 M 鹽酸：取 30 mL 的濃鹽酸用水稀釋至60mL。
4.	500 mL 圓底燒瓶。
5.	火柴一盒。
6.	酚太一瓶。
7.	含鐵環之鐵架一組。
8.	軟木塞一個（中間有一個孔）。
9.	橡皮管。
10.	吸量管一支（底容量約 5 或 10 mL）。
11.	氫氧化鈉溶液：取約 5 g 氫氧化鈉溶解在 20 mL 蒸餾水中。

原理和概念

1.	氫氧化鈉與二氧化碳反應式為：          NaOH(aq) + CO2(g) → NaHCO3(aq)          NaHCO3(aq) + NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l)
2.	燒杯內的水之所以沿著橡皮管上升，是因為圓底燒瓶內的二氧化碳被消耗掉，造成壓力減少，而且比外界大氣壓為低，故燒杯內的水會被迫上升。
3.	燒杯中的水噴到燒瓶中後，因為燒瓶中有過多的氫氧化鈉溶液，酚太遇鹼會變粉紅色，所以燒瓶中的水是粉紅色的。

教學提示

1.	指示劑可改用其他的指示劑，例如酚紅或是石蕊試液，會呈現不同顏色。
2.	收集二氧化碳時，剛開始產生的部份，不要收集，因為裡面混有許多空氣。
3.	收集二氧化碳時，燒瓶應該要保持直立，讓二氧化碳由下而上充滿整個圓底燒瓶。若收集時燒瓶是傾斜的，則二氧化碳無法充滿整個圓底燒瓶。

問題和參考答案

1.	請問氫氧化鈉和二氧化碳作用的反應式？
答:	NaOH(aq) + CO2(g) → NaHCO3(aq)          NaHCO3(aq) + NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l)
2.	為何燒杯內的水會沿著橡皮管上升？
答:	是因為燒瓶內的二氧化碳被消耗掉，造成燒瓶內氣壓減少，即外界大氣壓力大於瓶內的壓力，因此迫使燒杯內的水上升。

參考資料

1.	Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd ed., 1988, Volume 1, p 10, Washington, D.C., American Chemical Society.

適用程度

國民小學

ˇ國民中學

ˇ高級中學

ˇ大學普通化學

安全

● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。

● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。 资料来源：http://blog.ncue.edu.tw/yangsp/doc/27503