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！
大家好，我是科學訓練師桑子研。每一天都是實驗日。
自然科的課，果然還是「親手做做看」最好玩對吧！看到學生們眼睛閃閃發亮，聽到他們喊出「我懂了！」，我們當老師的也跟著開心起來。我和當時的實習老師 H 老師一起上「火山」這個單元，課堂上做的噴發實驗，真的把大家的好奇心整個點燃了。
「岩漿的黏稠度，跟火山的形狀到底有什麼關係呢？」
科學好玩的地方，不是把課本上的知識死背起來，而是「親眼看、親手摸、親身感受」。所以我們決定：用身邊隨手可得的材料，自己動手做一個火山噴發模型！這個實驗看起來很簡單，其實學問可大了。
要用的材料只有四樣：石膏、小蘇打、洗衣漿，還有水。光是稍微調整這四種材料的「配方比例」，岩漿的流動方式和黏稠度就會完全不一樣。簡直就像在模擬真正的火山活動一樣！
最有趣的是，石膏（硫酸鈣：CaSO₄）、小蘇打（碳酸氫鈉：NaHCO₃）和水混在一起的時候會發生化學反應，竟然會產生二氧化碳（CO₂）喔！
這些二氧化碳會讓混合物的體積慢慢膨脹起來，那個樣子，就像真正的火山在噴發前緩緩鼓脹一樣。
這個實驗我們反覆調整了好多次配方，才終於找到「哇，這個好像可以！」的神奇比例，不過其實花了相當多的時間。這時候我又深深體會到，科學探究就是這麼一回事啊。後來，把這個實驗再改良得更好的，是隔年的實習老師 T 老師和 S 老師。這次就來詳細跟大家報告，我們一路試錯、最後成功讓火山噴發的材料比例，還有實驗的實際狀況！
需要準備的東西
・塑膠容器 ・石膏 10g×2 ← 裝進夾鏈袋 ・小蘇打 5g×2 ← 放在蒸發皿裡 ・洗衣漿（PVA） ・水 ・藥匙 ・玻璃棒 ・托盤 ・塑膠瓦楞板
塑膠容器我用的是大創（DAISO）賣的這款。尺寸很重要，如果你想用同樣的方法做，請準備一樣的喔。
在這個塑膠容器的底部和塑膠瓦楞板上，用電烙鐵燙出小洞，並事先貼好布膠帶。
放在淺盤裡會比較好處理喔。
洞的大小是關鍵，大概像這樣。
接下來是最重要的配方：
岩漿黏稠度低的類型：PVA 洗衣漿 1ml ＋ 水 30ml
岩漿黏稠度高的類型：PVA 洗衣漿 10ml ＋ 水 15ml
這兩種先分別裝進上面說的小盒子裡備用。
【實驗步驟】
① 用玻璃棒把裝著 PVA 洗衣漿和水的塑膠容器攪拌均勻。
② 把石膏 10g（夾鏈袋裡的那包）倒進裝有 PVA 洗衣漿和水的塑膠容器。
③ 用玻璃棒攪拌，讓石膏、PVA 洗衣漿和水充分混合。
④ 攪拌均勻之後，加入小蘇打 5g，然後用玻璃棒快速攪拌，讓整體混合均勻。
※ ③和④的順序千萬不能弄錯。加入④之後才會發生化學反應、產生二氧化碳。另外，如果③做完之後放個 20 分鐘不管它，石膏會和水反應而凝固，實驗就會失敗。我查了一下，水和石膏反應後，大約 5 分鐘就會開始變黏、慢慢凝固。
※ ④也要記得快速攪拌均勻，然後馬上蓋上蓋子，這也是重點。還有，小蘇打有時候會結塊，要先用藥匙把它壓碎、弄成細粉喔。
⑤ 蓋上塑膠容器的蓋子，把容器倒扣放在托盤上，然後馬上把貼在洞上的膠帶撕掉。
⑥ 蓋上有洞的塑膠瓦楞板，從正上方觀察熔岩模型，仔細看看溶液（熔岩）是怎麼擴散開來的。
※ 做實驗的人一定要戴聚乙烯手套！另外，大家都要穿實驗衣、戴護目鏡！
實際做起來是這個樣子：
黏稠度低的情況
黏稠度高的情況
從上面看，黏稠度低的情況
從上面看，黏稠度高的情況
如果沒有塑膠瓦楞板，結果就會像下面這樣。有了它效果確實比較好，大家應該也看得出來吧。
整理一下：左邊是黏稠度低的類型，右邊是黏稠度高的類型
從上面看的對照圖。
關於顏色的差異
冒納羅亞火山、基拉韋厄火山出產的玄武岩，以及昭和新山出產的流紋岩（請注意顏色的不同）
玄武岩偏黑，流紋岩偏白，一看就知道不一樣吧。
沒有底部隔板的情況
黏稠度高的情況
從上面看的話，
黏稠度低的情況
多虧 H 老師的巧思，我們改成放在黑色托盤上，兩種類型一起做、一起比較。
左上是黏稠度低的類型，右邊是黏稠度高的類型。我們是四個人一組、準備一整套來做，現場氣氛超熱烈！
【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）溶於水之後，有一部分會分解，產生碳酸根離子（CO₃²⁻）和碳酸氫根離子（HCO₃⁻），接著再生成二氧化碳（CO₂）和水。
石膏與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⁺），它會和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。
洗衣漿（PVA）的角色：洗衣漿裡含有的聚乙烯醇（PVA），溶於水之後長長的分子會彼此纏繞，變得非常黏稠。這些 PVA 會把產生的二氧化碳氣泡困住，讓氣泡不會一下子全部跑掉，而是一邊慢慢膨脹、一邊噴出來，重現「黏稠型噴發」的樣子。
PVA 加得少，氣泡很快就跑掉，噴發就會比較滑順流暢（像夏威夷那種盾狀火山）；PVA 加得多，黏性就很強，會形成圓頂狀的隆起（像昭和新山那樣的熔岩圓頂）。
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