仙女棒的觀察與聯想 | 農藥百科
2017年4月23日—【仙女棒的成分與製作過程】...材料:過氯酸鉀10克、硝酸鋇50克、鋁鎂合金粉2克、鐵粉2克、炭粉2克、硝酸鉀25克(其中過氯酸鉀作為氧化劑,可以使反應更 ...
在舊版的一個單元中我讓學生分享科學活動心得,提到化學反應速率與氧化還原反應就不能不提到仙女棒,鐵塊鋁塊不易燃燒,如果將顆粒變小、增加表面積就能夠燃燒。在課堂上我們玩了『仙女棒』,也解說過它的原理與相關討論。引導學生思考幾的方向:
仙女棒燃燒前後重量變化?(理論上)含鐵,氧化後重量增加;但混合少許澱粉,燃燒後變成CO2及H2O,重量怎麼變?不同粗細的仙女棒,燃燒速率快慢?香與仙女棒製作過程與外型均相似,他們的燃燒的形式有何異同?如何延長香或仙女棒的燃燒時間?仙女棒如何製造出附加價值,可否設計出會變換光彩的仙女棒? (有些問題不是想想而已,仙女棒不貴又好玩~建議親自做做看!)
學生從自己感興趣的部分去做蒐集資料,他們的內容在舊版的223作業專區。將一些內容再做整理,分成幾個議題:仙女棒燃燒觀察、仙女棒的成分與製作過程、可否製作多彩仙女棒?仙女棒為什麼不容易用打火機點燃?玩出新花樣。
【仙女棒燃燒觀察】
仙女棒在燃燒時的火花會四處飛濺,而且一粒火光在飛出一定的距離之後,還會像再次爆炸一樣.,爆裂成四、五點火光,會不會是因為仙女棒上的金屬粉末是透過黏著劑附著在棒上,在燃燒仙女棒的同時,一團團金屬粉末表面先燃燒、飛濺開,等到燃燒到一定的程度後,內部再度燃燒,形成二度爆炸……但後來在找尋火花相關資訊時發現,鐵與鋼在高速切割下也會出現分岔火花,並且分岔程度與其中含碳量有關,仙女棒分岔火花的形成是因為燃燒時高溫粉末飛濺噴出,在空中氧化燃燒先形成光亮的線條。高溫同時讓混合粉末內的碳與氧燃燒形成二氧化碳,二氧化碳再使金屬粉末爆開,因而形成火花分岔的效果。含碳量不同會影響火花爆裂程度,含碳量愈多,火花長度愈短、線條愈多且爆裂。不同的合金粉末也會因為燃燒氧化程度不同而產生不同型態的火花。( 2011.11修正。)
仙女棒燃燒除了會產生二氧化碳,也會產生氧氣(幫助燃燒),氧氣是從氯酸鉀產生的。而仙女棒燃燒完之後的產物是黑黑的顆粒,用手摸感覺頗粗糙的,用力敲打在桌子上,那些顆粒卻一下子就被打飛了!