自制氫氣球

文章編號：1005－6629(2007)10－0010－02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C

實驗材料

草木灰、石灰、鋁導線、水；

水桶、筷子(棍子)、厚布袋、鐵鍋、大雪碧瓶、塑料管、塑料袋、打氣筒、氣球等。

實驗過程

(1)從草木灰中提取K₂CO₃

從農村的土灶里收集發白的老灶灰2-5公斤，用水桶裝好，用盡可能少的水攪拌、浸泡過夜。第二天漿糊狀的草木灰用編織紋路緊密的厚布袋包好，壓濾到另一個桶里。一次過濾后的濾液中往往還很渾濁，我們可以反復用厚布袋過濾，直到比較清澈為止。濾液為K₂CO₃溶液。

(2)Ca(OH)₂的制備

在建筑工地討要一些石灰回來，小心溶解。保持有部分固體不溶，以保證所得溶液為Ca(OH)₂飽和溶液。靜置后潷出該清液，保留備用。

(3)KOH的制備

在攪拌下， 將 Ca(OH)₂ 溶液慢慢加入到K₂CO₃溶液中，直到沒有白色沉淀生成為止，厚布袋過濾，濾液為KOH的稀溶液。多次用少量KOH溶液在加熱情況下清洗燒飯燒菜用的鐵鍋，到鐵鍋沒有油脂為止。然后將剩下的KOH溶液煮沸濃縮至約300毫升左右，濃縮液為KOH的較濃溶液(濃度未知)。

(4)鋁絲和塑料導管的制備

將廢鋁導線一頭剝出鋁絲，固定。用破布反復握住導線往外拔，用力不要太緊，利用摩擦生熱讓導線塑料層軟化而逐漸將鋁絲拔出。鋁絲備用，導線塑料層就成了空心導管。

(5)氫氣和氫氣球的制備

如圖所示，將KOH濃溶液裝入大雪碧瓶，用濕布纏在塑料導管上作為塞子塞在瓶口。導管另一端綁上一個不漏氣的塑料袋，塑料袋排完氣后，另一端套住打氣筒的上口，包括打氣手柄。(我們采用的是自行車打氣筒，有其他較小的打氣筒就更方便。)打氣筒出口接還沒充氣的氣球。通過試充一個氣球，可以檢查整個裝置漏氣與否：將充氣氣球擰緊使其不往打氣筒里吹氣。拔下塞子，小心加入少量鋁絲約1-5克左右，根據反應劇烈程度可以適當增加鋁絲(千萬不要加得太多！)或者用水冷卻反應瓶。塑料袋充氣后，就可以通過打氣筒往氣球里充氣。充氣的氣球小心綁好，這時的氣球就可以飛上天了。

結果與討論

該實驗通過一系列簡單的操作，基于農村十分簡陋的條件下完成多種化學物質之間的轉化，最后制成了可以攜帶各種小物件上天的氫氣球。其中涉及到的化學反應有：

CaO+H₂O=Ca(OH)₂

K₂CO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+2KOH

2KOH+2Al+2H₂O=2KAlO₂+3H₂↑

該實驗的完成本身是我們興趣所致，同時該實驗有一定的知識性、趣味性，對化學實驗條件比較簡陋的農村可操作性很強。

注：1.該實驗所用實驗器具都是一些家用物品，我們完全可以根據實際情況自行改變。

2.在用鍋濃縮KOH時，選用的鍋要慎重考慮，鋁鍋是絕對不能選的；同時，鐵鍋由于用于燒菜附有油脂，應先用KOH溶液先進行清洗，否則會使制備的KOH溶液發生皂化反應，大大降低其濃度。

3.制備氫氣時加鋁絲要適量，反應放熱，鋁絲太多會導致反應過于劇烈而出現危險。同時由于氫氣易燃易爆，整個制備氫氣和使用過程中都要小心謹慎，特別要防火。