自己動手做火山，結果爆炸好玩！完整實驗秘方公開（石膏＋小蘇打火山模型）
我是科學訓練師 桑子研。每一天都是場實驗。
上自然科學課，果然還是要「親手做」才最好玩、最有趣了！當看到學生們閃閃發亮的眼神，以及聽到他們說出「喔！我懂了！」的那一刻，身為老師的我們也會感到非常開心。前陣子，我跟實習老師H老師一起上了一堂關於「火山」的課，而在課堂上進行的火山噴發實驗，更是一個激發學生們探究精神的絕佳時刻。
「火山的形狀，跟岩漿的黏性有什麼關係呢？」
自然科學的有趣之處，不僅在於死背教科書上的知識，更在於實際地「觀察、觸摸、親身體驗」。因此，我們決定利用隨手可得的材料，親手製作火山噴發模型！**這個實驗看起來很簡單，但其實內容相當深奧呢。
我們使用的材料有石膏、小蘇打、洗衣膠水和水，就這四種。只要稍微改變這四種材料的「混合比例」，岩漿的流動方式和黏稠度就會產生截然不同的變化。這就好像在模擬真實的火山活動一樣。
其中最有趣的部分，就是將石膏（硫酸鈣：CaSO
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）、小蘇打（碳酸氫鈉：NaHCO
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）和水混合在一起時，所產生的一個化學反應。大家也都知道，這會產生二氧化碳（CO
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）！由於這些二氧化碳的產生，混合後的材料體積會緩慢地膨脹，看起來就像是真正的火山在噴發前慢慢膨脹一樣。當你發現這些日常生活中常見的化學反應，竟然與宏大的自然現象息息相關時，這不就是自然科學教育最迷人的地方嗎？
我和H老師反覆嘗試了無數次不同的比例，才終於找到一個「對，就是這個！」的完美配方，這真的花了不少時間。但也正因為如此，當實驗成功時的成就感更是無與倫比。那一刻，我再次體會到，原來這就是科學研究的真諦啊。這次，我就要來詳細報告一下，我們歷經無數次嘗試後，所找到的能成功進行火山噴發實驗的材料比例與其過程！
實驗材料
・塑膠容器
・石膏 10g × 2 ← 裝入夾鏈袋中
・小蘇打 5g × 2 ← 裝入蒸發皿中
・洗衣膠水（PVA）
・水
・藥匙
・玻璃棒
・托盤
塑膠容器的部分，我使用的是大創賣的這款。容器大小很重要，所以如果想用同樣的方式進行實驗，建議準備這款。
用錐子在塑膠容器底部鑽一個洞，然後在洞口預先貼上膠帶。
接下來是重要的配方：
低黏性岩漿：PVA洗衣膠水 1ml + 水 30ml
高黏性岩漿：PVA洗衣膠水 10ml + 水 15ml
事先將這些材料分別裝入上述的容器中。
【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 在裝有 PVA 洗衣膠水和水的塑膠容器中，加入10g 的石膏（夾鏈袋裝）。
③ 用玻璃棒充分攪拌容器中的石膏、PVA 洗衣膠水和水。
④ 攪拌均勻後，加入5g 的小蘇打，並用玻璃棒快速攪拌，使其混合均勻。
這裡的重點是「快速將所有材料攪拌均勻並蓋上蓋子」。
※ 小蘇打有時會結塊，請用藥匙將其弄碎！
⑤ 蓋上塑膠容器的蓋子，將容器倒扣在托盤上，並立即撕掉底部的膠帶。
⑥ 從正上方觀察熔岩模型的擴散情況。
※ 實驗者務必戴上塑膠手套！此外，所有人都應穿實驗衣、戴護目鏡！
這項實驗會分別進行高黏性和低黏性兩種情況。
實際操作時的情形如下：
高黏性的情況
從上方看，
低黏性的情況
在H老師的巧思下，我們將兩者都放在黑色的托盤上進行。
我們四人為一組，實驗現場非常熱鬧。這個配方實在太棒了，H老師，謝謝您！
【為什麼這個配方會噴發呢？】
這個實驗的關鍵，就在於石膏、小蘇打和水之間發生的化學反應。
小蘇打分解產生二氧化碳：小蘇打（碳酸氫鈉：NaHCO3）溶於水後，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。
石膏和小蘇打反應產生二氧化碳：石膏（硫酸鈣：CaSO4）溶於水後，會產生鈣離子（Ca2+）。這些鈣離子與小蘇打產生的碳酸氫根離子（HCO3−）反應，生成碳酸鈣（CaCO3）沉澱，同時產生二氧化碳（CO2）和水。
洗衣膠水（PVA）的角色：洗衣膠水中的聚乙烯醇（PVA）溶於水後，長長的分子會相互纏繞，形成高黏性的液體。這個 PVA 會將生成的二氧化碳氣泡困在其中，讓氣泡不會一次性全部釋放，而是緩慢地膨脹並噴出，重現出**「高黏性噴發」**的效果。如果 PVA 的量較少，氣泡很快就會跑掉，形成流動性強的噴發（就像夏威夷的盾狀火山）；如果 PVA 的量較多，則黏性較強，會形成圓頂狀的堆積（就像昭和新山這樣的火山穹丘）。
透過這個實驗，學生們不僅能觀察到火山形成過程，更能深入了解其背後的化學反應，以及材料的物理性質如何影響「噴發」這一自然現象。
這個火山噴發實驗，只要花點巧思、多加嘗試，絕對能成為激發學生探究精神的精彩課程。下次上課時，請務必挑戰看看喔！
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