關於此實驗
將氣球套在盛有醋的容器上，倒入小蘇打，觀察收集氣體的氣球膨脹。改變反應物的用量以找出限量試劑，接著比較柔軟與較硬的氣球。進行敞口容器實驗時，可以看到同樣的化學反應產生的氣體沒有被保留，而是逸散到外部。
學習目標
- 預測碳酸氫鹽或乙酸中哪一種的用量會成為限制因素。
- 將氣球大小與氣體量和壓力連結起來，而不只是與氣泡數量連結。
- 比較被保留的氣體與穿過敞開邊界逸出的氣體。
使用方法
- 1套上氣球，倒入預設用量的粉末，並記錄最終氣體體積。
- 2保持醋的用量不變，增加小蘇打，找出氣體產量達到平台的點。
- 3固定化學物質的用量，增加氣球的硬度，並比較壓力與體積。
- 4在新一輪實驗中取下氣球，重複反應，並檢查逸出氣體的質量。
模型
假設
- 理想反應方程式為 NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂。醋的密度為 1 g/mL，所選濃度表示乙酸的質量百分比。
- 在溫度固定為 298.15 K 時，氣體生成量按照 1 − exp(-0.07t) 趨近於極限量。此處不考慮溶解的 CO₂、乙酸平衡以及溫度變化。
- 連接的集氣器保留理想 CO₂，其絕對壓力為 P = 101.325 kPa + K × 氣體體積（公升）。這種正線性剛度是用於教學的順應性定律，並非真實乳膠氣球的本構模型。未連接的集氣器不保留氣體。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼額外添加小蘇打後，氣球不再變大？
- Q2為什麼剛度較大的氣球能以較小的體積容納相同量的氣體？
常見問題
氣球體積是否等於環境壓力下的理想氣體體積？
只有在所選剛度為零時才相等。剛度為正時，氣體壓力較高，體積較小。
為什麼開口容器會損失質量，而裝上氣球後卻不會？
在開放系統中，二氧化碳會離開被測系統。在封閉系統中，收集器則留在該系統邊界內。