自己做火山，結果超爆炸有趣！用石膏和小蘇打的實驗秘方大公開！
我是科學教練桑子研。每天都是實驗。
上理化課，果然還是「親手做做看」最有趣了，對吧？看到學生們眼睛閃閃發光，或是聽到他們喊出「喔！我懂了！」的那一刻，身為老師的我們也會感到無比開心。前陣子，我跟實習老師H老師一起上「火山」課程時，進行的火山噴發實驗，真是一段啟發探究精神的時光。
「岩漿的黏度跟火山的形狀到底有什麼關係呢？」
理化的樂趣，不僅僅是背誦課本上的知識，更是要實際「觀察、觸摸、親身體驗」。所以我們決定，利用身邊常見的材料，親手做出火山噴發模型來！這個實驗看起來簡單，但其實深奧得很。
我們使用的材料只有四種：石膏、小蘇打粉（重曹）、洗衣膠水（PVA膠水）、還有水。只要稍微改變這四種材料的「比例」，岩漿流動的方式和黏度就會完全不同。你將會體驗到彷彿在模擬真實火山活動的過程。
其中最有趣的是，當石膏（硫酸鈣：CaSO₄）、小蘇打粉（碳酸氫鈉：NaHCO₃）和水混合在一起時，會發生一個大家都知道的化學反應——產生二氧化碳（CO₂）！由這些二氧化碳所產生的氣體，會讓混合好的材料體積緩緩膨脹起來，就像真正的火山在噴發前會慢慢膨脹一樣。能意識到這些身邊的化學反應與壯麗的自然現象息息相關，就是理化教育最引人入勝的地方，對吧！
我跟實習老師一起反覆調整比例，經過多次實驗，終於找到了那個「喔！這個比例可以！」的完美配方，但其實花了不少時間。那一刻，我再次體會到，科學的探究精神就是這麼一回事。這次，我們將詳細報告經過反覆嘗試後，成功模擬火山噴發的材料比例和實驗過程！
準備材料
・塑膠容器 ・石膏 10g × 2 ← 裝入夾鏈袋中 ・小蘇打粉 5g × 2 ← 裝入蒸發皿中
・洗衣膠水（PVA） ・水 ・藥勺 ・玻璃棒 ・托盤
我們使用的是大創（Daiso）販售的這種塑膠容器。容器的尺寸很重要，如果想用同樣的方法進行實驗，請準備這個喔。
在這個塑膠容器的底部用錐子打一個洞，然後事先貼上布膠帶。
接下來是關鍵的材料比例：
岩漿黏度小的類型：PVA洗衣膠水 1mL + 水 30mL
岩漿黏度大的類型：PVA洗衣膠水 10mL + 水 15mL
將這些材料事先分別裝入上方的塑膠容器中。
【實驗步驟】
① 用玻璃棒將裝有 PVA 洗衣膠水和水的塑膠容器充分攪拌均勻。
② 將石膏 10g（夾鏈袋中的）倒入裝有 PVA 洗衣膠水和水的塑膠容器中。
③ 用玻璃棒攪拌，讓容器中的石膏、PVA 洗衣膠水和水充分混合。
④ 攪拌均勻後，加入小蘇打粉 5g，然後快速用玻璃棒攪拌，讓整體混合均勻。
【小訣竅】這裡的重點是要快速將所有材料攪拌均勻並蓋上蓋子。此外，小蘇打粉有時會結塊，記得要先用藥勺將它搗碎成細粉。
⑤ 蓋上塑膠容器的蓋子，將容器倒扣在托盤上，立即撕下底部的布膠帶。
⑥ 從正上方觀察岩漿模型，仔細觀察溶液（岩漿）擴散的樣子。
※ 實驗者務必戴上聚乙烯手套！所有人都要穿白袍並戴護目鏡！
我們分別對黏度強和黏度弱的兩種情況進行了實驗。實際操作的結果如下：
黏度強的情況
從上方觀察：
黏度弱的情況
在H老師的巧思下，我們將兩種模型都放在黑色托盤上進行比較。
左上方是黏度弱的類型，右側是黏度強的類型。由於我們是以四人一組的方式進行實驗，現場氣氛非常熱烈。這個配方實在是太棒了！
【為什麼這個配方會噴發呢？】
這個實驗的關鍵在於石膏、小蘇打粉和水之間發生的化學反應。
1. 小蘇打粉分解產生二氧化碳：小蘇打粉（碳酸氫鈉：NaHCO₃）溶於水後，一部分會分解產生碳酸根離子（CO₃²⁻）和碳酸氫根離子（HCO₃⁻），並進一步生成二氧化碳（CO₂）和水。
2. 石膏與小蘇打粉反應產生二氧化碳：石膏（硫酸鈣：CaSO₄）溶於水後產生的鈣離子（Ca²⁺）與小蘇打粉產生的碳酸氫根離子（HCO₃⁻）反應，在沉澱出碳酸鈣（CaCO₃）的同時，也會生成二氧化碳（CO₂）和水。
3. 洗衣膠水（PVA）的角色：洗衣膠水中的聚乙烯醇（PVA）溶於水時，其長鏈分子會相互纏繞，形成高黏度。這個 PVA 扮演了捕捉二氧化碳氣泡的角色，讓氣泡不會一次性釋放，而是慢慢膨脹並噴出，模擬出**「有黏度的噴發」**。PVA 的量少，氣泡會快速逸散，形成流動性高的噴發（類似夏威夷的盾狀火山）；PVA 的量多，則黏性強，形成圓頂狀的堆積（類似昭和新山那樣的熔岩穹丘）。
透過這個實驗，學生們不僅能看到火山形成的不同過程，還能深入理解背後的化學反應，以及材料的物理性質如何影響噴發這個自然現象。只要一點巧思和反覆嘗試，這個火山噴發實驗一定能成為一個極具吸引力、充分激發學生探究精神的精彩課程！
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