3D有趣實驗：鎂粉的爆炸（Magnesium Powder Explosions）〔I〕

3D有趣實驗：鎂粉的爆炸（Magnesium Powder Explosions）〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生李錡峰 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

在節慶中常見的煙火和仙女棒，鎂粉扮演不可或缺點的角色，鎂粉燃燒產生強烈的白光。當鎂粉與硫酸銅等物質混合，利用點燃的線香接觸下，產生非常劇烈反應的爆炸。本實驗係利用化學實驗室常見的無水硫酸銅、鎂粉與氯酸鉀來製備具爆炸性的粉末，其爆炸效果驚人。

實驗影片

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藥品與器材

1. 線香或仙女棒（Sparkler）  1支
2. 無水硫酸銅（Anhydrous copper(II) sulfate, Molar mass 159.61 g/mol）
3. 鎂粉（Magnesium powder, Molar mass 24.31 g/mol）
4. 氯酸鉀（Potassium chlorate, Molar mass 122.55 g/mol）
5. 大燒杯（1000 mL Beaker）  1個
6. 坩堝夾（Crucible tongs）  1支
7. 鋁箔盤（Aluminum foil tray）  1個
8. 燃燒器皿（Burning vessel）  1個
9. 打火機（Lighter）  1個

實驗步驟

1. 準備上述藥品與器材，其中燃燒器皿可用廢棄的鋁罐製作而成，如圖一所示。
   

   圖一 實驗用器材

2. 以莫耳數比為1:5:18的無水硫酸銅、鎂粉和氯酸鉀混合均勻，先放置在鋁箔盤的中央位置上，再放置鋁箔盤到點燃火焰的燃燒器皿上，如圖二所示。
   【注意】：三種藥品總重量不宜超過3公克，否則反應會過於激烈。燃燒器皿不宜使用酒精燈，因為鎂粉激烈燃燒可能引發酒精蒸氣的爆炸危險。
   

   圖二 放置鋁箔盤到已點燃火焰的燃燒器皿

3. 待混合物加熱後，呈現熔融的狀態，其會產生氧氣，此時用點燃的線香接觸混合粉末，如圖三所示。
   【注意】：此反應非常迅速，接觸時身體應與鋁箔盤保持適當距離，以免粉末噴濺而發生危險。
   

   圖三 用點燃的線香接觸粉末

4. 點燃後，鎂粉會迅速爆炸，觀察其爆炸情形，如圖四所示。
   

   圖四 點燃後鎂粉會迅速爆炸

5. 燃燒完畢後，先使用坩堝夾移除鋁箔盤，再使用大燒杯罩住燃燒器皿，隔絕空氣後待氧氣燃盡，火焰會安全地被熄滅，如圖五所示。
   

   圖五 使用大燒杯罩住燃燒器皿可安全熄滅

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