制取氢气肥皂泡

时间:2024-06-26 07:53:08

保罗叔叔又说道:“如果我们将一碗油倒入一桶水中,会发生什么?就水而言,它比油更重,势必压开碗中的油,而去占据这个空间;而就油而言,它比水更轻,势必浮于水面上。那么,当广口瓶直立时,氢气和空气的行为也与上面所说的油和水一样。但是,我还有一个更加有趣的实验可以证明氢气比空气轻,仅仅使用几根麦秆和一小杯肥皂水,我们就能展示出氢气的重量有多么小。将麦秆一端蘸些肥皂水,然后在另一端轻轻吹气。这不就是爱弥儿常常做的吗?”

爱弥儿抢着说:“你是说吹肥皂泡吗?哦,那可真有意思!用麦秆吹一个小气泡,它会渐渐地大起来,要是吹得好,它可以像苹果一样大呢。而且,在肥皂泡的外膜上有各种色彩——红、绿、蓝……就像天空中的彩虹一样——比花园中最美丽的花朵还要美。可惜的是,它不久就会破裂,让一切红、黄等色彩在瞬间消失,而不能升上天空!这是美中不足的缺憾。”

保罗叔叔说:“那这次我可以让你看一看十分完美的肥皂泡了,就像你所希望的那样能飞得很高。”

“那真是太好了。”

“你先按照平时的方法吹一个肥皂泡给我们看看吧。”

爱弥儿拿起一根麦秆,蘸了蘸准备好的肥皂水,轻轻吹出许多气泡,其中最大的一个气泡就像拳头那么大。当这些气泡的容积渐渐增大时,水膜会逐渐变薄,反射出彩虹般的光彩,但是一旦与麦秆脱离,这些气泡就会慢慢飘落在地板上,没有一个能飘起来。

保罗叔叔说:“这样制成的肥皂泡是无法飘起来的,因为这些气泡中所含的气体依旧是空气,与气泡四周的空气没有区别,所以它们既不会上升,也不会下降,但是,肥皂水做成的薄膜却比空气重,这点重量使它们非但不能上升反而会下降。所以,如果我们想要使肥皂泡上升,就必须在肥皂泡内填充比空气轻的气体,而且它不但可以抵消肥皂泡膜的重量,还可以排开空气而上升,这种气体就是氢气。”

爱弥儿问:“不过我们要怎么样才能将氢气装入肥皂泡里呢?我们并不能用嘴将氢气吹进去啊!”

“我们可以借用生成氢气的瓶子来吹,先将瓶上的弯曲玻璃管换为直玻璃管,再用湿纸条包裹住麦秆一端,把它插入直玻璃管里,使这个瓶子有一个小小的出口。这时候,我们只要时常蘸一蘸肥皂水滴在麦秆顶端,就可以看见那吹出的许许多多的气泡。这些气泡中都充满着氢气。”

保罗叔叔说完,就这样做了。果然,在麦秆顶端连续不断地生成了大量气泡,有大有小,向空中飞起来。有几个特别大的气泡脱离了麦秆顶端,很快向空中飞去,有几个在中途就破裂了,有的一直飞到屋顶的天花板才被撞破。孩子们呆呆地看着出了神,他们看着每一个氢气球,看着它从麦秆顶端出来,渐渐长大,呈现出各种色彩,然后脱离麦秆向屋顶上升,等碰到天花板便立刻破裂。紧接着,第二个、第三个氢气泡又飞了起来(如图所示)……约尔在思索,而爱弥儿则特别兴奋。

制取氢气肥皂泡

图 会吹氢气泡的装置

保罗叔叔说:“我要介绍给你们一个更为有趣的化学小游戏,尝试在竹竿上绑住一个蜡烛头,将蜡烛点燃,然后拿着它去接近那些飞扬着的气泡。”

爱弥儿急忙按照叔叔的指示,将蜡烛头绑在竹竿顶上,点燃了拿去捉一个正在飘的氢气泡,噗的一声,气泡在空中化为一束火焰,忽地不见了。爱弥儿没有料到会发生这样的事情,被吓了一跳。

保罗叔叔问道:“你受惊了吧?你忘记了氢气是极易燃的气体吗?充满氢气的气泡碰到了烛火是肯定会燃烧的啊。”

“是的,这是很简单的道理,可我之前并没有想到。”

“既然你现在明白了这是必然的结果,那么我们就来多试几次吧。”

这个实验重复做了几次后,爱弥儿等气泡未上升到天花板时,就将烛火凑过去点燃它。由于他的动作非常敏捷,没有哪个气泡能逃过他的“法网”。这个实验证明了氢气的易燃性,而从不随意提问的约尔,最后也打破了沉默。

他问:“我们的氢气肥皂泡撞到天花板上就会立即破裂。要是没有天花板阻拦,它们会飘得很高吗?它们可以飘到哪儿去呢?”

“在空旷的场所,只要它们不在中途破裂就可以飘得很高。不过,肥皂泡膜是很薄、很脆弱的,只要略为受力就会破裂。然而,在晴朗的天气中,它们能上升到我们看不见的地方。今天的天气这么好,我们可以立刻到室外去实验一下。”

他们把制取气泡的装置带到室外,照样吹出了气泡。其中,许多气泡上升到屋顶就破裂了,但是另有少数气泡竟然上升到了看不到的地方。没过多久,就连视力很好的爱弥儿也分辨不出天空中到底是气泡还是蓝天了。

爱弥儿问:“它们能飞得非常高吗?”

“我认为不会,它们只能上升到100米左右吧,不过由于它们形状微小、质地透明,在这个高度,肉眼就已经看不见了。而且它们极脆薄的膜不久也会破裂。现在,你正望着的那个气泡恐怕瞬间就要破裂了呢!”