1/16 中學化學示範實驗 Chemical Demonstrations for High School 醋酸鈉過飽和溶液及其結晶 簡介 澄清的溶液在播入晶體後產生大量結晶。 示範步驟 1. 事先製備醋酸鈉過飽和溶液在錐形瓶中,如圖一所示。 2. 用玻棒沾少許的醋酸鈉晶體 放入 醋酸鈉的過飽和溶液中。 3. 觀察變化現象,如圖二所示,並請學生觸摸錐形瓶。 圖一 圖二 過飽和醋酸鈉溶液 溶液和器材 1. 過飽和醋酸鈉溶液:將 50 g 的 CH 3 COONa·3H 2 O(Sodium acetate, trihydrate)和 5 mL 的水放入錐形瓶中攪拌並加熱,直到所有的醋酸鈉(Sodium Acetate)晶體全部溶解,然後置於室溫下冷卻。 2. 錐形瓶一個。 3. 玻棒一 支。 3. 本生燈一個。 原理和概念 1. 在物理化學裡,飽和溶液是一種物質不能夠再溶解更多物質的溶液而且加入額外量的物質將呈現沈澱。若溶液中有雜質存在,則造成溶液為不飽和而且能夠溶解更多的物質,此種溶液變成過飽和溶。飽和溶液為溶質的溶解速率等於結晶速率之溶液,這可由飽和溶液中的晶體顆粒逐漸變大,而剩下的溶質重量卻不變而得知。因此飽和溶液不宜以溶有最大量的溶質的溶液來定義。過飽和溶液較飽和溶液有更多的溶質,這種狀態屬於介穩態,當受到某些刺激(ex:加入一些固體的晶體或晃動使其產生微小的結晶),則此狀態會失去平衡,過多的溶質就會結晶出來,恢復成一個適合此時溫度的穩定平衡狀態(飽和溶液)。 CH 3 COONa( s ) = CH 3 COO - ( aq ) + Na + ( aq ) 教學提示 1. 冷卻時可以用鋁箔將它包起來,避免因溫度突然下降很大而於冷卻的過程之中就結晶出來。 2. 若冷卻之後卻得到晶體,可以加少許的水後再加熱,直到溶液在室溫時為一澄清的溶液為止,可多試幾次。醋酸鈉晶體可重複使用。 問題和參考答案 1. 此實...
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1/9中和胃酸消除胃痛---氫氧化鎂與鹽酸的中和反應 簡介 藉由廣用指示劑的顏色變化,呈現胃乳液中和胃酸的酸鹼變化。 示範步驟 1. 於 125 mL 的錐形瓶中,倒入 50 mL 的蒸餾水並且放入一個磁石, 並且置於電磁加熱攪拌器上,如圖一所示。 ※接下來 的步驟均在攪拌狀態下進行。 2. 於錐形瓶中加入 1 滴 1.0 M 的鹽酸溶液,觀察溶液的顏色,如圖二所示。 3. 於錐形瓶中加入 4 滴廣用指示劑,仔細觀察溶液的顏色變化情形。添加廣用指示劑之前溶液的顏色,如圖三所示。添加廣用指示劑之後溶液的顏色,如圖四所示。 4. 以逐滴方式加氫氧化鎂乳液到錐形瓶中,仔細觀察溶液顏色的變化。滴加胃乳液之前溶液的顏色,如圖五所示。加入5滴胃乳液之後溶液的顏色,如圖六所示。加入 20 滴胃乳液之後溶液的顏色,如圖七所示。 圖一 錐形瓶在磁石攪拌器上 圖二 添加 1.0M HCl 圖三 添加廣用指示劑之前溶液的顏色 圖四 加廣用指示劑之後溶液的顏色 圖五 滴加胃乳液之前溶液的顏色 圖六 加入 5 滴胃乳液之後溶液的顏色 圖七 加入 20 滴胃乳液之後溶液的顏色 圖八 溶液及器材 請按此連結:中和胃酸消除胃痛---氫氧化鎂與鹽酸的中和反應,YouTube。(拍攝者:施孟光) 藥品和器材 藥品 1. 健胃仙乳液15 mL (Gelusil ® Plus Suspension ,每毫升含有 magnesium hydroxide 40 mg,輝瑞大藥廠股份有限公司製造) 。或其他含有Magnesium Hydroxide的胃乳液。 2. 1 M 鹽酸溶液:取10 mL 12 M HCl 加水至 120 mL。 3. 廣用指示劑 (Universal Indicator) 約 15~20 mL。 4. 蒸餾水少許。 器材 1. 125 mL錐形瓶 2個。 2. 50 mL錐形瓶 1個。 3. 50 mL量筒 1支。 4. 磁石 1顆。 5. 滴管 3支。 6. 電磁加熱攪拌器 1台。 原理...
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1/2 沉浮子 一壓一放,如同潛水艇可以控制下沉、上升喔! ※器材: 寶特瓶、可彎曲吸管、迴紋針、剪刀 ※ 操作步驟與現象 1. 剪一小段吸管(約6公分),再對摺。 2. 將迴紋針套進對摺的吸管管口,使吸管不會張開,就完成了沉浮子。 3. 將水盆或杯子裝水,把做好的沉浮子輕輕放入。 4. 調整沉浮玩偶只浮出水面一點點(不要超過0.2公分)。 (1) 如果浮出太高,可以再加迴紋針或是把吸管剪短一些。 (2) 如果沉下去,可以把迴紋針減少一根再試。 5. 將寶特瓶裝滿水,放入做好的沉浮玩偶,旋緊瓶蓋後,用手壓寶特瓶,沉浮子就會沉下去;放鬆,沉浮子就會浮上來喔。 在教學時,建議教師先做好一個成品,以示範方式讓學生觀察其沉浮現象,「驚訝」的效果會相當不錯。接著說明其製作方法與注意事項,尤其要提醒學生沉浮子不可以露出水面太高,否則會發生無論如何用力都無法沉下去的狀況,換言之,沉浮子露出水面越少,越容易沉下去。 觀看實驗影片 (4.7M) ※ 原理 沉浮子浮在水面時,其重量與沉浮子內部的空氣所提供的浮力互相平衡,壓寶特瓶時,因為水的壓力增加,水會進入沉浮子而減少其內部空氣的體積(空氣的粒子數沒有減少),浮力因而降低,沉浮子就會沉下去。反之,放鬆寶特瓶,水的壓力降低時,沉浮子內部空氣的相對壓力較大,會將水擠出,使沉浮子空氣體積增加,浮力也增加了。 ※ 叮嚀的話 浮沉玩偶不可以露出水面太高,否則會無論如何用力都無法沉下去的狀況,換言之,浮沉玩偶露出水面越少,就越容易壓沉下去。 在製作完成後,可以讓小朋友慢慢用力壓,仔細觀察吸管內部的水面變化(用透明的吸管),並鼓勵小朋友想一想和浮沉玩偶的下沉、上浮有什麼關係?指導小朋友仔細觀察用力壓時,水是不是會進入吸管內部? 當小朋友成功操作讓一個浮沉玩偶下沉並上浮後,可以請小朋友挑戰下面的任務: 1. 製作出數個能夠「依序」先後沉下去的浮沉玩偶,越多個越好(一起下沉或上升的只能算一個)。版主實施的結果,最高紀錄是六個順序,小學生應至少可做出三個。 2.發揮想像力,製作出在下沉與上浮過程中會「自轉」的浮沉玩偶,而且至少要旋轉二圈以上,這個學習任務可能比較難,可以提醒小朋友想一想電風扇的...
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【中視新聞】別丟! 食物開封後乾燥劑仍有效 59 乾燥劑 是一種吸濕性物質,可以除去潮濕物質中部分水份。 如硫酸鈣和氯化鈣等,通過與水結合生成水合物進行 乾燥 ;物理性 乾燥劑 ,如矽膠 乾燥劑 等,通過物理吸附水進行 乾燥 。 食物中的細菌和黴菌便會以驚人的速度繁殖,使食物腐壞,造成受潮, 乾燥劑 可以吸收食品包裝裡的濕氣讓產品保持食品 乾燥 。 電子產 品會因濕度過高造成金屬氧化產生不良品。 ▌<科工館 科學學習中心>系列課程 -【矽膠乾燥劑】 活動名稱: 矽膠乾燥劑 課程主題: 物質特性 課程單元: 認識物質 活動目標: 使學生透過實做實驗的學習模式,由實際現象了解氯化亞鈷特性。 乾燥劑實驗 【早安健康/周舒涵編譯】您總是在吃完零食、海苔之後,把包裝袋和乾燥劑一起丟掉嗎?先不要那麼快就把乾燥劑丟掉,快來看看手上的乾燥劑是屬於下面哪種分類,今天要告訴您怎麼讓乾燥劑輕鬆復活再利用,變成鞋子衣櫃、甚至是家裡調味料及粉狀食品防潮的好幫手。 ◎ 可再生使用的乾燥劑 ◎ 矽膠乾燥劑 :可吸收水分,使空氣乾燥,成分是高純度二酸化矽。 再生法 矽膠乾燥劑的小顆粒,有時候是藍色有時候卻是粉紅色,您知道是為什麼嗎?顆粒的變色作用是要讓人一看就知道乾燥劑的吸濕狀態,當顆粒呈現藍色的時候,就代表還有可以繼續吸收濕氣的餘裕,變成白色~粉紅色的話就代表吸濕力漸漸下降。矽膠乾燥劑可以透過加熱重複利用,讓我們一起來看看要怎麼讓矽膠小顆粒的吸濕力重新復活。 所需道具 顆粒已呈現白色~粉紅色的矽膠乾燥劑、平底鍋、密閉容器、不織布做成的沖茶袋(只要是有透氣性的袋子就可以)。 步驟 1從矽膠乾燥劑袋裡取出小顆粒。 2放入平底鍋中,一邊搖動一邊用小火慢慢加熱。 3白色~粉紅色的矽膠顆粒全部都變成藍色的話,就可以關火了。 4靜置等候餘溫散去,再放入密閉容器內保存。 5要使用的時候,只要適量裝入不織布做成的沖茶袋就可以了。 注意事項 急遽的加熱會矽膠小顆粒膨脹乃至破裂,因此較不建議使用微波爐加熱。另外,放置保存時需注意小孩子誤食的危險。 【用途1 】 可與食品一起放置防潮 再生矽膠乾燥劑可放入砂糖、鹽等調味料或...
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12/12 3D有趣實驗:竹筷乾餾-在家也能自己做竹炭 from國立臺北教育大學自然科學教育系 碩士班湯筑翔 前言 乾餾又稱碳化、炭化、焦化。乾餾是指固體或有機物在隔絕空氣條件下加熱分解的反應過程或加熱固體物質來製取液體或氣體(通常會變為固體)產物的一種方式。本實驗利用鋁箔紙隔絕空氣對竹筷進行加熱,觀察乾餾過程以及檢測其產物性質。 實驗影片 3D有趣實驗:竹筷乾餾-在家也能自己做竹炭 ,上傳YouTube網站。請依您的設備選擇適當影片觀看。若設備允許,可以開啟最高解析度。 3D偏光影像:需要有3D螢幕與搭配的3D眼鏡,能觀看此部影片的3D效果。 http://youtu.be/EfPW-5q1GCs (1920x1080 半寬) http://youtu.be/wfs8Khs_4f8 (1920x1080 全寬) 3D紅藍影像:一般螢幕搭配戴紅藍眼鏡,能觀看此部影片的3D效果。 http://youtu.be/8XRBNHXbugI 2D影像:一般螢幕直接觀看。 http://youtu.be/rzHRg7jp-Rg 藥品與器材 竹筷三支。 鋁箔紙適量。 火柴適量。 酒精燈一個。 坩鍋夾一支。 紅、藍石蕊試紙各一張。 玻璃棒一隻。 實驗步驟 如下圖包起三支竹筷 將鋁箔捏緊 (隔絕空氣)。 取出較突出的竹筷 (製作排煙通道)。 將包好的竹筷放置酒精燈上加熱。 加熱上段部分。 點燃火柴檢測開口冒出的煙,檢測氣態產物的可燃性。 待開口處火焰熄滅不再冒煙後,移開並熄滅酒精燈(乾餾完成)。 等待鋁箔冷卻後打開鋁箔,取出乾餾後的產物。 點燃乾餾後的竹筷,並比較未乾餾的竹筷燃燒之不同。 以玻璃棒沾取鋁箔內層的液態產物,並分別用沾濕的藍色石蕊試紙以及紅色石蕊試紙檢測酸鹼性質。 教學提示 乾餾過程須隔絕空氣,務必將鋁箔捏緊。 加熱時需...
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12/12 奈米碳的奧秘 由實驗一窺奈米碳的奇妙現象! ※器材: 紙杯、滴管、蠟燭、金屬湯匙、大杯子 ※操作過程 1. 取一紙杯,盛水約一公分高或半杯皆可。 2. 將紙杯底部置於蠟燭火焰上燒烤,由於紙杯已經裝水,底部不會燒起來。但是邊緣凸出部分有可能燒起來,因此避免燒烤到紙杯邊緣。 3. 燒烤時需要移動紙杯,使紙杯底部均勻附著黑色的碳微粒。通常大約需要一、二分鐘即可完成,但是請注意:紙杯底部必須置於蠟燭火焰之中,不可以高於火焰,如此才容易附著上燃燒不完全的碳微粒。(如圖一) 4. 將燒烤好的紙杯放在桌上,杯底朝上。取滴管(或吸管)沾少許水,滴一滴水在杯底,輕輕搖晃紙杯,觀察水滴的移動,可以發現水滴不會吸附在紙杯,形成圓珠狀,並且自由滾動。陸續再滴幾滴水,同樣不會吸附在紙杯,滾來滾去。(如圖二) 按這裡觀看實驗影片 (7.2M) ※原理 自然界中的蓮花葉子,具有所謂的「蓮葉效應」(Lotus effect),亦即由於蓮葉表面有奈米級的纖毛結構,而使水滴不會附著在葉子上的疏水性質(Hydrophobicity)。也因此蓮葉具有「自我淨潔」(self-cleaning)的功能,因為水滴不容易吸附在葉子表面,容易滾動滑落,會將灰塵一起帶著離開葉面。 本實驗的紙杯在蠟燭火焰上,會吸附一層很微小,達到奈米尺度的黑色碳微粒,於是如同蓮葉效應顯現出疏水性,水滴無法附著在紙杯上。 ※延伸的科學遊戲 利用奈米級碳微粒的疏水性,可以進行另一項有趣的實驗。 取一金屬湯匙,將湯匙背面以蠟燭火焰燻黑(如同上一實驗燒烤紙杯),如圖三。 將湯匙背面均勻附著碳微粒,等幾分鐘冷卻之後,插入水中,並由水面上方觀察湯匙。結果可以發現黑色的湯匙,變成看起來亮亮的,好像又變回原來的湯匙,黑色的碳微粒層消失不見了!(如圖四) 按這裡觀看實驗影片 (13.2M) 此現象的原因是發生了「全反射」,與科學遊戲「 數字魔法秀 」是相同的原理。 湯匙附著了奈米級結構的碳微粒具有疏水性,因此插入水中之後,水與微粒碳之間有一層很細微的空氣層。 當水中四面八方的光線入射到湯匙時,入射角比較小的光線(下圖藍色箭頭)可以折射進入空氣層,再照射到黑色碳被吸收(黑色物體不反射光線)。但是入射角比較大的光線...