實驗大失敗？1勝2敗背後的科學秘密：解開氨氣噴泉的紅色魔法與壓力奧秘！
我是科學訓練師桑子研。每天都是實驗日。
紅色的噴泉在燒瓶中噴湧而出… 你知道這個宛如魔法般的**「氨氣噴泉實驗」**嗎？或許很多人在理化課上看過。這個美麗的現象，其實是利用了氨氣這種氣體的「某個令人意外的特性」，是一個充滿科學樂趣的精彩實驗。
這次，我將會毫不保留地與大家分享我挑戰氨氣噴泉實驗時，那驚心動魄又戲劇性的結果，以及隱藏在這份美麗背後的科學秘密！
挑戰氨氣噴泉實驗！1勝2敗的戲劇性結果是？
大家好！這次，我們挑戰了在理化實驗中特別受歡迎的**「氨氣噴泉實驗」！
實驗準備很簡單。將氯化銨和氫氧化鈣這兩種白色粉末混合後加熱，即可產生氨氣。用化學反應式來表示，如下所示：
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ ⟶ 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂O
如果使用約 3g的氯化銨和氫氧化鈣進行這個反應，理論上會產生約 1.3L**的氨氣。這麼多的份量，應該會成功吧！…我抱著這樣的決心開始了實驗。以下是參與反應物質的化學結構。
實驗方法與成功的「秘訣」
想要成功完成氨氣噴泉實驗，有幾個重要的關鍵點：
1. 混合藥品
取 3g 的氯化銨和氫氧化鈣，充分混合。此時，務必戴上護目鏡。
2. 產生並收集氨氣
將混合好的藥品放入試管中，用酒精燈或瓦斯噴燈緩慢加熱。將產生的氨氣收集在乾燥的圓底燒瓶中。這裡有三個重點！
- 保持充分通風：氨氣有強烈的刺激性氣味，高濃度吸入有危險。
- 試管口略微朝下：這個化學反應也會產生水（H
2
O）。如果試管口沒有朝下，產生的水可能會逆流到加熱部位，導致試管破裂。 - 正確收集氨氣：氨氣是比空氣輕的氣體。因此，將燒瓶口朝下，使用向下排氣法收集。將玻璃管深入燒瓶底部，像要將燒瓶內的空氣擠壓出去一樣收集，是比較不容易失敗的訣竅。
訣竅是，收集時將管口保持在圓底燒瓶的上方。想像著氣體是從上往下累積的。此外，使用較大的燒瓶會提高成功機率！
3. 注意刺激性氣味！
確認氨氣氣味時，請將臉遠離試管，用手輕輕搧聞。切勿直接吸入。
勝負的結果是… 戲劇性的 1 勝 2 敗！
在預備實驗中，我成功了兩次，當時信心滿滿地覺得「喔，這沒問題！」可是，當在正式課堂上實際操作時… 結果竟然是1 勝 2 敗！兩次失敗，只成功了一次，真是戲劇性十足的發展。我和學生們一起品嚐了「實驗果然不會完全按照課本來啊…」的懊悔，但也因此，成功的那一瞬間，喜悅感更是非同尋常！整個教室響起了「哇—！」的巨大歡呼聲。
成功的一刻！美麗紅色噴泉的奧秘
這是實驗成功時的樣子！
水被吸入燒瓶中，展開成一道美麗的粉紅色噴泉，無論看多少次都令人感動。但你是否會感到好奇呢？
「為什麼只是水會變成粉紅色？」
「水又是怎麼自己被吸上去的？」
這個秘密就隱藏在氨氣令人驚訝的特性中。事實上，氨氣有一個特點是**「非常非常容易溶解在水中」。當我們用連接在燒瓶口上的滴管注入一點水（這就是「引水」），燒瓶內的氨氣會瞬間大量溶解到那滴水中。接著，由於氣體溶解到液體中，燒瓶內的壓力會急劇下降。而外部的壓力（大氣壓力）沒有變化，因此在燒瓶內外產生了巨大的壓力差**。為了消除這個壓力差，燒杯中的水被大氣壓力推動，猛烈地被吸入燒瓶中。這就是「噴泉」的真正原理。
至於粉紅色的奧秘，則是因為事先在燒杯的水中混入了**「酚酞溶液」這種指示劑。酚酞有一個特性，就是遇到鹼性液體會變成鮮豔的粉紅色**。溶解了氨氣的水會變成「氨水」，呈現鹼性，因此被吸上去的水就會染成美麗的粉紅色。
順帶一提，噴泉之所以會在中途停止，是因為燒瓶內充滿水後，內外的壓力差會變小。這也是科學法則正在運作的證據。
實驗的趣味就在於「無法預測的戲劇性」！
這次實驗失敗的原因是：第一次是氨氣產生量不足，第二次是嘗試直接加熱氨水的方法時火力太強。果然，無論做什麼，細心的準備都是非常重要的。但是，無論成功還是失敗，所有結果都與學習相關聯。「為什麼沒有成功呢？」「下次該怎麼做才能成功呢？」這種思考的過程，或許才是科學中最有趣的部分。這次的 1 勝 2 敗，讓我親身體驗了科學中那無法預測的戲劇性。
想知道更多！氨氣噴泉的應用篇
這個影片對於向學生展示來說，非常容易理解。
此外，我還發現了這個有趣的實驗影片。一般的噴泉實驗都會有一個用於引水的滴管，但這個影片中沒有。只需將導管浸入水中，氨氣就會一點點地溶解在水中，最終自動開始噴泉。如果作為演示實驗展示，一定會讓大家感到驚訝！
這次實驗中使用的氯化銨，在下一個單元**「再結晶」**的實驗中也會展現出美麗的晶體。了解同一種物質參與了多種科學現象，也是化學的樂趣之一。
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