【科展解析】科學玩具 DIY─神秘地雷包

【科展解析】科學玩具 DIY─神秘地雷包

   

有一天下課，一群同學圍在走廊上尖叫，只見其中的一名同學拿著一包用鋁箔袋包裝的 小東西，用腳輕輕的往袋子一踩，袋子便漸漸脹大。不一會，「砰！」一聲，響徹整個走廊。大家議論紛紛，小小的袋子為什麼會爆炸呢？


【X博士摘要說明】

1. 想了解地雷包為什麼會爆炸？


2. 想自己動手做地雷包。

第 45 屆 國小自然科作品

題目：科學玩具 DIY─神秘地雷包

作者：臺北縣板橋市溪洲國民小學的同學們


【摘要(原文)】

我們無意中發現有人在玩『地雷包』，由於好奇，想了解地雷包為什麼會爆炸？也想自己動手做地雷包，於是將心中的一連串問題，參考自然課本「酸與鹼」和「氧氣與二氧化碳」二個單元，與同學著手設計實驗，最後我們發現原來地雷包是利用「酸鹼中和原理」產生二氧化碳將其外包裝撐破而達到爆破效果，並發現利用適量的小蘇打粉加上 30%~40%檸檬酸或40%~60%的醋酸，便可輕輕鬆鬆 DIY「神秘地雷包」。

【X博士步驟說明】

●檢測地雷包內的氣體成份。
1、將市售地雷包中所有的成份直接放入廣口瓶中反應，置入點燃的線香。
2、將市售地雷包產生的氣體引入澄清石灰水中，觀察其變化。

   


●利用石蕊試紙及廣用試紙檢測地雷包內容物的酸鹼性。

1、將地雷包內白色粉末調配成5%的水溶液，利用石蕊試紙及廣用試紙測pH值。
2、直接取市售地雷包透明溶液，利用石蕊試紙及廣用試紙測 pH 值。
   

1、市售地雷包內的白色粉末使紅色及藍色石蕊試紙均呈藍色；以廣用試紙檢測， pH 為 9.0 左右，所以此白色粉末為一鹼性粉末。
2、市售地雷包內的溶劑使紅色及藍色石蕊試紙均呈紅色；以廣用試紙檢測， pH 為 2.0左右，所以此溶液為一酸性溶液。


●檢測地雷包爆炸後產物的酸鹼性。

1、利用廣用試紙測爆炸後袋外液體的酸鹼性。
2、利用廣用試紙測爆炸後袋內液體的酸鹼性。
   
1、市售地雷包爆炸後，袋外的液體，呈中性反應；袋內液體呈鹼性反應。推測地雷包是利用酸鹼中和原理。
2、爆炸後的市售地雷包內發現有些許的鹼性粉末殘留，過量的鹼性粉末有助於將所有的強酸溶液中和，其目的為增加地雷包遊戲時的安全性。


●如何自製地雷包？
1、酸性液體：酸性液體為 40%檸檬酸、30%檸檬酸、 40%醋酸、60%醋酸。
2、鹼性粉末：試藥級小蘇打粉及食用級小蘇打粉
3、從步驟 1 選用一種酸性溶液取約 5~9 毫升，裝入最小號的夾鍊袋中，並用封口機封住袋口，製成一袋酸性溶液。
4、將回收的零食鋁箔紙袋，裁成與市售品一致的大小(8.5 公分×10.5 公分)，當地雷包的外包裝。選用步驟 2 的鹼性粉末 4 克置入袋內。
5、將步驟 3 的酸性溶液，置入步驟 4 裝有小蘇打粉的回收的零食鋁箔袋中，利用封口機封緊袋口，即輕輕鬆鬆完成『神秘地雷包』。
   

數據分析與結論

原來市售地雷包的爆炸原理是利用酸和碳酸鹽混合後，進行酸鹼中和反應產生二氧化碳，撐破塑膠袋時所發生的劇響。從日常生活常見的酸中發現，40%檸檬酸是最適合用於做自製地雷包的酸性溶液，主要是檸檬酸溶於水中無特殊的刺鼻酸味，及在相同的條件下其產生的二氧化碳的氣體比其 他酸性溶液多，甚至高於市售地雷包；而 40%醋酸、60%醋酸及 30%檸檬酸其產生二氧化碳的量也高於市售地雷包，可供作自製地雷包不同的選擇。


以下是評審給的評語
   


【X博士評語】

利用回收後的零食外包裝製作地雷包，其外觀多樣精美，不亞於市售地雷包。讓隨手丟棄的小垃圾，增添了不少新的生活樂趣，甚至可以在外包裝上多加巧思，不仿可以試試看。