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介绍

“看到一便士,立马捡起来——你就会有一整天的好运!“也许你以前听过这句话,也许你甚至已经停下过脚步从人行道上捡起了一枚幸运的硬币。但是有时候你在地上看到的那些便士硬币看起来压根儿就不会给你带来好运。因为它们的颜色看起来不是棕色就是黑色,甚至有时它们看起来肮脏得你都无法给别人讲它们就是便士硬币呢!

在这项活动中,我们将探讨为什么这些便士无法保持亮闪闪和金灿灿的样子,并测试采用不同的方法,使它们恢复原来的模样!

背景

所有的硬币被铸造出厂时都是相同颜色 ——亮闪闪的铜的颜色。但一路走来在某个地方,那些硬币就逐渐失去了光泽。它们究竟发生了什么事呢?

第 1 段(可获 1.48 积分)

答案其实简单得不得了:虽然铜是一种闪亮金属,但它也是活性金属。存在于我们的空气中带负电荷的氧原子会被这些便士硬币中带正电荷的铜原子所吸引。当氧原子与铜原子结合后,就会形成一种叫做氧化铜的新分子。氧化铜的颜色一般呈褐色,有时也呈黑色(这完全取决于便士硬币所处环境中的其他东西是什么)。这就是为什么你见到的大多数便士硬币看起来不是脏兮兮的就是污浊不堪的——实际上不是硬币脏兮兮的,而是氧化铜让硬币看起来如此黯淡无光。

值得庆幸的是,有许多方法来清洁这些硬币,好让它们重新看起来亮闪闪的和金灿灿的——使用化学手段就可办到!下面为了清洗这些“脏兮兮的”便士硬币我们要测试几种不同的方法,然后弄清楚哪种方法能把硬币清洗得最干净的。

第 2 段(可获 1.64 积分)

材料

  • 一套测量勺子
  • 10枚非常黯淡无光的便士硬币(越黯淡无光越好——这次活动最好选用的便士硬币也大致都是黯淡无光的。)
  • 两汤匙苏打粉
  • 四茶匙盐
  • 两汤匙白醋
  • 两勺鲜榨柠檬汁
  • 两汤匙番茄酱
  • 两汤匙辣椒酱(或其他辣椒酱)
  • 11个塑料杯(也可用小特百惠容器或碗。)
  • 钢笔或铅笔
  • 洗碗手套
  • 颜色擦不掉的麦克笔
  • 透明胶带
  • 一个计时器或时钟
  • 纸巾
  • 可用蓄水池
  • 相机(可选)
第 3 段(可获 1.19 积分)

准备材料

  • 将小苏打粉和水做成一杯糊状物:先将四分之一杯的小苏打粉倒入你的塑料杯中。水要慢慢地加,一次加一汤匙,直到做成一杯糊状物。
  • 用颜色搽不掉的麦克笔在你的塑料杯上标记下如下标签。如果你用碗或特百惠容器的话,将你的标注写在透明塑料胶带上然后轻轻将其贴在碗或特百惠容器上。

杯子标签——在每个剩下杯子上贴一枚如下标签:

番茄酱1                                                                                               番茄酱5
辣椒酱1
辣椒酱5
醋1
醋5
柠檬1
柠檬5
控制杯1                                                                                               控制杯5

  • 在每个“番茄酱”杯里放一汤匙番茄酱。在每个“辣椒酱”杯里放入一汤匙辣椒酱。在每一个“醋”杯中放一汤匙醋和一茶匙盐。在“柠檬杯“”里放一汤匙柠檬汁和一茶匙盐。最后让“控制”杯都空着。
  • 用你的铅笔在纸上画一张含有三列和六行的表格,将你的五个测试物质(即番茄酱,辣椒酱,醋,柠檬和控制)都写在左边的第一列。将此列标注为“清洗方法”。紧接着的下一列标注为“1分钟”,第三列标注为“5分钟”。把表上的每个单元格(正方形)要画得足够大,大到在这次测试活动结束后可将便士硬币放得下就好了。你能假设一下哪种物质会将黯淡无光便士硬币清洗得最干净吗?为什么?
第 4 段(可获 2.96 积分)

实验步骤

  • 在表格上每一个方格里都放一枚便士硬币,要正面朝上。如果你有相机,拍一张这些硬币此时的照片。如果你没有相机,仔细看一看每一枚硬币的颜色。通过对比硬币在未清洗前的模样和清洗后的模样的不同,你便能更好地判断用哪种方法来清洗硬币的效果最好。对于每一枚硬币你都注意到什么呢? 你此时能看清楚便士硬币上的日期吗还是那枚硬币脏得你啥都看不见呢? 你能看清楚亚伯拉罕·林肯的侧身像吗?
  • 从标有“1”的杯子开始实验,把这些杯子排成一列。从表格上标有“番茄酱,1分钟”的方格里取出那枚便士硬币,放在“番茄酱1”杯里。轻轻搅拌杯子,使硬币完全被番茄酱覆盖。
  • 启动一台定时器设置一分钟。
  • 戴上你的洗涤手套。
  • 当一分钟过后,用水冲洗杯子,直到它里面的东西和便士硬币都被洗干净为止。(小心别把钱弄丢了。)把便士硬币放在杯子里为佳。
  • 在标有“1分钟”那一列中所放的每一个便士都按上述步骤做一遍,然后依次将它们放入相应的杯子中。在每一种情况下,确保硬币都被杯子里的东西完全覆盖。
  • 对于“控制,1分钟”那格里放的便士不要往杯子里添加任何东西。这是控制杯。是完成所有实验步骤的控制杯。
  • 一旦所有的“1分钟”那列中放的便士硬币已冲洗干净后,用你的手指轻轻地逐个往硬币上涂抹小苏打份做的糊状物。涂抹时要戴上手套,还要小心地将每一枚硬币和标有标签的原先盛它的杯子始终搁一起。把每一枚硬币擦洗10秒,再用清水冲洗一遍,放回原先盛它的杯子里。
  • 现在先把这些杯子放在一边。
  • 在你的“5分钟”那一列中所放的硬币重复以上这些步骤。首先,把“番茄酱,5分钟”表格里所放的便士硬币放入标有“番茄酱5”的杯子里,确保硬币完全被番茄酱覆盖。
  • 启动一台定时器定好五分钟时间。
  • 继续将“5分钟”那列中的每一便士硬币放在相应的杯子中。
  • 一旦所有的硬币都放在正确的杯子里,用剩下的时间观察杯子的硬币和杯子的东西。你注意到便士硬币的外表发生什么变化了吗? 有什么东西在变化呢? 你注意到杯子里的东西有什么变化吗? 有什么东西在起泡或变色吗
  • 一旦五分钟过后,用清水冲洗杯子,直到杯子里面的东西和便士硬币都被冲洗干净为止。(小心不要弄丢你的便士硬币)。此时把便士硬币放在杯子里为佳。
  • 一旦所有的便士硬币都被冲洗干净,用你的手指轻轻地逐个往每一枚硬币涂抹小苏打份制成的糊状物。(再一次,记得做这个工序时要戴上手套)再把每一枚硬币擦洗10秒,然后用清水冲洗一遍,放回杯子里。
  • 回到你画的表格旁。用纸巾轻轻擦干每一枚硬币,然后把它放在表格上相应的正方格里。
  • 比较每行的“1分钟”和“5分钟”列表里所放便士硬币。时间的长短会对便士硬币的清洗程度产生啥影响呢? 总体说来,是花一分钟清洗硬币的效果好还是5分钟清洗硬币的效果好呢? 你能考虑到时间的长短为何很重要呢? 有什么妙招能让时间的长短失灵,从而使放在“1分钟”列表里的硬币和“5分钟”列表里的硬币都被清洗得难分伯仲吗? 你为何认为有这种可能呢?
  • 将所有清洗的便士硬币与控制硬币相比较。哪一枚硬币看起来比控制硬币更干净呢? 哪一枚又是最黯淡无光呢?
  • 如果你一开始就照了一张照片,回去比较一下清洁前后的每一枚硬币的清洁度。哪一枚硬币比拍照前更干净呢? 哪一枚一点也没变干净呢?
  • 另注: 用每种清洗方法进行测试的时间再长些。在清洗液里泡硬币的最佳时间是多久呢?
  • 另注: 测试一下这些清洗液是否能洗净其它种类的硬币,针对用铜铸造的便士硬币所具备特性你又能得出啥结论呢?
  • 另注: 你能想出可以用来做实验的其他家用酸性物质吗? 用苏打粉如何? 橘子汁又怎样?
第 5 段(可获 9.05 积分)

观察和结果

在这项活动中,你测试了四种不同的清洗方法,以确定哪些是清洗便士硬币最有效的方法。你应该注意到每一种清洗方法都能使硬币更干净,但有些方法可能比其他方法更好使。用哪种方法达到的效果最好取决于酸的数量和是否有盐。不同品牌的番茄酱和辣酱在配料中含有不同量的盐和酸,所以你所得的结果可能会跟其他人在他们家做这项活动所得的有所不同。然而,在每一种情况下,对你来说最有效的清洗方法应该是使用高浓度的酸液而已。

第 6 段(可获 1.46 积分)

硬币若完全暴露在环境中里,便会被涂上一层氧化铜,使它们看起来黯淡无光(伴有暗淡、褐色、肮脏的外观)。氧化铜是可融于弱酸和食盐的混合物中。醋和柠檬汁都是酸。检查你的番茄酱和辣椒酱的配料表——一些标签可能列出含醋或柠檬酸还有一些可能就是番茄酱的配料表。番茄含有一些自然产生的柠檬酸,还含有另一种酸通常略弱于醋或柠檬汁中柠檬酸的含量。因此,每一种你测试的清洗方法都含有酸和盐,但番茄酱和辣椒酱也可能有较弱的酸。在这种情况下,你可能已经注意到了浸泡在番茄酱和辣椒酱里的硬币被清洗得并不如浸泡在醋和柠檬汁里的那么干净。

第 7 段(可获 1.85 积分)

你也可能注意到这些便士硬币在清洗液中呆的时间越长,它们看起来越干净!因为要溶解便士硬币上的氧化铜就必须发生化学反应。化学反应可是一个循序渐进的过程。只有让便士硬币在清洗液中浸泡的久些,给化学反应留有更多的时间,我们才能得到闪闪发亮的便士硬币!

第 8 段(可获 0.68 积分)

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