化學示範實驗：利用常見物品演示水中生火（Underwater Fire using Common Items）﹝I﹞

化學示範實驗：利用常見物品演示水中生火（Underwater Fire using Common Items）﹝I﹞
國立台中高級工業職業學校化工科陸冠輝老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

水中生火！這是一件多麼神奇的事啊…。本示範實驗利用常見物品，以簡單安全的方法製備兩種氣體（乙炔和氯氣），並同時注入這兩氣體到裝水的寶特瓶中，當這些氣體在水中相遇時，便會產生驚人的火花而且燃燒起來，還有爆鳴聲，就如同水中煙火般的壯觀，可說是驚心動魄。

示範實驗影片

請按此連結：利用常見物品設計水中生火（Underwater Fire with Common Items），YouTube。

示範步驟

一、示範前裝置組合及氣體製備

1. 手持一支注射針頭在粗砂布上，以來回旋轉方式直到針頭被磨平，以防止針頭刺傷皮膚。本示範實驗需用到兩支磨平的針頭。

2. 取一個約2000 mL的大寶特瓶，於瓶身底部約三分之一處，以美工刀鑽兩個小孔洞，兩小孔洞的距離約為5 ~7公分。再分別塞入兩支注射針頭在小孔洞中，並以熱熔膠填補寶特瓶與注射針頭之間的孔隙，以防止其漏水，如圖一的A和B兩點所示。在熱熔膠未冷卻之前，調整兩支注射針頭的尖端處儘量可能地靠近，如圖一的C點所示。）

圖一 插入兩支注射針頭在寶特瓶的小孔洞中

3.在步驟2的大寶特瓶之瓶蓋鑽一個孔洞，然後套入一條橡皮管，如圖二所示。

圖二 寶特瓶的瓶蓋套入橡皮管

4. 乙炔氣體的製備

(1) 拔出一支容量50 mL的塑膠注射筒之活塞，在注射筒中放入一小粒的電石，然後塞入活塞到注射筒中，並推活塞到注射筒的底部。
(2) 插入此注射筒到一個裝水的燒杯中，再抽取約 50 mL 的水。
(3) 當水與電石接觸時，立即產生乙炔氣體，此時持注射筒的開口朝下，以利產生乙炔時排出水，如圖三所示。
(4) 在注射筒內收集滿乙炔氣體後，插入此注射筒在步驟2的注射針頭中，備用。

圖三 利用注射筒製備乙炔氣體

5. 氯氣的製備

(1) 持另一支容量50 mL的塑膠注射筒，先抽取25 mL的1 M稀鹽酸，再抽取約15 mL的含次氯酸鈉的漂白水。
(2)當稀鹽酸與漂白水中的次氯酸鈉接觸時，就會立刻產生氯氣。輕輕地搖動此注射筒，以利氯氣的反應和收集，如圖四所示。為避免吸入逸散的氯氣，製備時應該插入此注 射筒到一個含有1 M氫氧化鈉溶液的小寶特瓶的瓶口中，氫氧化鈉會與氯氣反應，而不會逸散出來。
(3) 在收集氯氣後，迅速地插入此注射筒在步驟2的注射針頭中，備用。

圖四 利用注射筒製備氯氣

6. 在大寶特瓶中裝約九分滿的水，並緊閉瓶蓋，如圖五的右邊寶特瓶所示。在小寶特瓶中裝約半滿的1 M氫氧化鈉溶液，然後橡皮管浸入此溶液中，如圖五的左邊寶特瓶所示。完成「水中生火」的裝置。

圖五 小寶特瓶內裝氫氧化鈉溶液，大寶特瓶內裝水。

二、表演“水中生火”

1. 兩隻手同時握住兩支塑膠注射筒，並且同時注入乙炔氣體和氯氣到寶特瓶的水中，如圖六所示。此時立即可見有火團產生，並發出「嗶嗶啵啵」的聲響，如圖七所 示。同時也有碳之微粒伴隨產生而漂浮於水面，如圖八所示。注意：擠壓乙炔的速率要稍微比氯氣的速率快些，以確保氯氣與乙炔在水中完全反應。

圖六 同時注入乙炔氣體和氯氣到寶特瓶的水中

圖七 注入兩氣體到水中有火團產生

圖八 有碳之微粒伴隨產生而漂浮於水面

藥品與器材

1. 大寶特瓶（容量2 L）  一個
2. 小寶特瓶（容量600 mL）  一個
3. 美工刀  1支
4. 熱熔槍  1支
5. 工作手套  1雙
6. 橡皮導管  1條
7. 燒杯（100 mL）  4個
8. 乳膠手套  1雙
9. 塑膠注射針筒（含注射針頭，容量50 mL）  2組
10. 粗砂布  1塊
11. 電石（碳化鈣，CaC₂，calcium carbide）  少許
12. 漂白水（含次氯酸鈉溶液）  少量
13. 無煙鹽酸（家用洗廁劑）  少量
14. 氫氧化鈉溶液（用水稀釋馬桶疏通劑10倍）  300 mL

請按此連結，參閱「利用常見物品演示水中生火﹝II﹞」