國立台中教育大學 NTCU

科學教育與應用學系

科學遊戲實驗室   回首頁   

燒不壞的紙--酒精趣味實驗 3之1

如何讓紙張燒起來又燒不壞呢?

*本實驗嚴禁小朋友自行操作,務必有大人陪同

器材報張、酒精、食鹽(或氯化鈉NaCl)鑷子濕抹布或滅火器
※操作過程與現象

這是一個如同魔術的實驗,點火讓報紙燃燒起來,燃燒完後,報紙還是完整無缺。操作過程如下: 請準備濕抹布或滅火器,以備不時之需

1.取藥用酒精與水,以體積比1:1(例如各50mL)混合,放入杯子中,再加入少許食鹽(NaCl)。(如圖一)

2.將一片報紙浸入酒精與水的溶液,浸濕後以鑷子將報紙取出。遠離酒精之後,點火讓報紙燃燒(如圖二),可以看到報紙燃燒,產生熊熊火光。(如圖三)

 3.火焰熄滅之後,報紙完好如初,完全看不出有被燒毀的痕跡。(如圖四)

觀賞實驗結果(3.3M)

※原理

首先說明實驗中加入少許食鹽(NaCl)只是為了讓火焰的顏色更清楚(鈉的焰色為黃色),否則酒精的焰色為淡藍色,很不清楚。如果能取得異丙醇(Isoproanol or Propan-2-ol)取代酒精,則由於異丙醇的火焰為明顯的黃色,就不必加食鹽了。

本實驗的材料中,具有可燃性的只有酒精(乙醇)以及報紙,而酒精的燃點遠低於報紙,因此點火時,酒精會先燃燒。而在酒精燃燒的過程中,報紙並未達到燃點,因此報紙不會燃燒。

為什麼報紙不會達到燃點?原因是:水的作用!

沾了酒精與水的報,點火會先使燃點低的酒精燃燒,雖然酒精燃燒會放出熱量,但是此熱量大部分被水所吸收,使得報紙得到的熱量不足以達到燃點!類似現象的實驗是「紙火鍋」,以紙做的火鍋裝水之後,以火焰加熱紙火鍋的底部,直到水沸騰紙火鍋都不會燒起來,同樣也是因為火焰的熱量被水所吸收的原因。

  由以上原理可知,「水」扮演了很重要的角色,因此如果改變水的比例,對於報紙會不會燒起來的影響很大。版主實驗不同的酒精與水的比例,發現當水的體積比例低於三分之一時(酒精體積為水的二倍以上),報紙在酒精燃燒完畢後也會開始燃燒!(水太少,吸收的熱量有限)。另一方面,無論任何比例,將報紙只浸濕一半,另一半保持乾燥,則點火之後,報紙浸濕的部分會先燃燒,並逐漸熄掉,但是乾燥的部份則會開始燃燒起來!

※叮嚀的話

1.此科學遊戲嚴禁小朋友自行實驗,務必有家長或師長陪同。而實驗時,務必準備濕抹布或滅火器,以備不時之需。

2.有些網路資料以鈔票代替報紙,可增加趣味性,版主建議教師示範時可使用鈔票,但是讓小朋友操作時,建議不要使用鈔票,因為小朋友有可能沒有將鈔票完全浸濕,毀損的可能性很大。

3.水容易吸熱的日常生活現象之一是:從游泳池上來之後(或是身上潑了水),會覺得涼涼的。這就是因為水吸收身體的熱量而蒸發(或者說水蒸發時會吸收熱量),身體的熱量被吸收,就會覺得涼涼的了

4.在教學上,可以引導學生進行以下探究或實驗:(1)實驗酒精與水的不同比例,報紙會燒起來的情形有何不同?(2)報紙只有浸濕一半時,浸濕的一半朝上或朝下,燃燒情形有何不同?(3)探討以不同的溶劑,例如丙酮、甲醇…等等進行實驗,實驗結果有何差異?(4)以不同的紙張,例如吸水性差的描圖紙,實驗結果有何差別?

※參考資料

1.中學化學示範實驗http://blog.ncue.edu.tw/yangsp/doc/26485

2.Youtube影片:http://www.youtube.com/watch?v=GEdS3pkugok