1915年諾貝爾化學獎得主－里夏德‧梅爾廷‧維爾施泰特（Richard Martin Willstatter）
國立臺灣師範大學化學系碩士生邱緯航/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
Richard Martin Willstatter
里夏德‧梅爾廷‧維爾施泰特（Richard Martin Willstätter）於1872年8月13日出生於德國卡爾斯魯厄（Karlsruhe），因心臟病發作逝於1942年8月3日。 一開始在他的家鄉念書，之後當他的父母搬到家裡後才到紐倫堡的技術學校繼續學業。他18歲時到慕尼黑大學（University of Munich）研讀科學，並在Baeyer教授的帶領下在化學系待了將近15年，一開始還是學生，而在1896年之後變成講師，並獨力從事科學領域的研 究。直到1902年年初他就成為J. Thiele的繼任特別教授。
化學示範實驗：化學發光龍捲風（Chemical Tornado Formation by Chemiluminescences）〔II〕
國立彰化師範大學化學系學生葉明蕙 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
連結：化學發光龍捲風〔I〕
原理和概念
● 龍捲風（Tornado）是一種相當猛烈的天氣現象，由於快速旋轉而造成直立中空管狀的氣流。龍捲風大小不一，但形狀一般呈現上大下小的漏斗狀，如圖八所示。
圖八 漏斗狀的龍捲風 圖片來源：Tlindenbaum, http://www.flickr.com/photos/lindenbaum/328304747/
化學示範實驗：化學發光龍捲風（Chemical Tornado Formation by Chemiluminescences）〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生葉明蕙 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
前言
龍捲風是一種相當猛烈的天氣現象，在台灣我們不容易見到這種天氣現象，在這個示範實驗中我們要製造一個類比的龍捲風—〝化學發光龍捲風〞！利用磁石攪拌溶 液產生類似龍捲風的漩渦，然後再滴入另一溶液到原本的溶液中產生化學反應而發光，讓我們能夠清楚地觀察化學發光的類比龍捲風。
示範實驗影片
請按此連結：化學發光龍捲風（Chemical Tornado Formation by Chemiluminescences），YouTube。
化學教室活動：利用粉筆進行電解實驗（Electrolysis using Chalk）〔III〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
教師手冊（Teacher’s Guide）
教學提示
● 上課時間：教師實驗解說：約15分鐘，學生粉筆鑽孔：約5分鐘，學生實驗操作和實驗紀錄約65分鐘。討論與分享：約15分鐘。
● 本實驗所用的粉筆為傳統的粉筆，其成分為硫酸鈣，這是因為此種粉筆的孔隙較大，容易吸附電解液，而且也容易鑽孔洞。粉筆鑽孔洞亦可用鑽孔器和尖銳的筆尖等，但不可施力過大而造成粉筆鑽孔的破裂。
● 以鉛筆的筆芯當作電極，電解硫酸銅溶液的反應十分緩慢。以銅線當作電極，反應較快，推測可能以銅為電極，陽極失去電子產生Cu2+，因此溶液中有較多Cu2+，以利於陰極得電子析出金屬銅。電解硫酸銅溶液不宜電解太久，易產生黑色氧化銅。
● 以鉛筆的筆芯當作電極，此筆芯可選用2B扁型筆芯，折取所需長度，十分方便且省時。
● 本實驗使用粉筆當作電解裝置取代傳統的U型電解裝置，有以下的優點：(1)粉筆極易取得又方便操作，整組裝置輕巧，可節省許多空間。(2)在藥品需求方面，粉筆體積小，只需少量的浸泡溶液，同時浸泡數支粉筆，可節省許多藥品，以及降低CuSO4溶液等廢液回收的問題。(3)以電解碘化鉀溶液為例，負極可明顯觀察到粉筆呈現粉紅色；正極可清楚看到紫黑色的固體，以澱粉液檢驗，確認其為碘。電解後剖半粉筆，可觀察到於負極呈現的粉紅色（OH－）及正極呈現的棕色（I3－）。
化學教室活動：利用粉筆進行電解實驗（Electrolysis using Chalk）〔II〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
學生講義之二（Student Handout II）
實驗步驟
C. 電解硫酸鈉水溶液
1. 先使用一支美工刀切斷一根白色粉筆成等長的粉筆，再使用一支合適大小的一字形螺絲起子在粉筆的兩端鑽孔，深度約0.5。然後在兩端約0.5 cm處各鑽一個氣孔，深度約0.3 cm。
2. 在一杯約20 mL的飽和硫酸鈉水溶液中，加入約1 mL廣用指示劑。浸泡已鑽孔的粉筆在此水溶液中，待整支粉筆潤濕後取出，如圖八所示。註：兩組共用，一組一支即可。
圖八 浸泡粉筆在硫酸鈉水溶液和廣用指示劑中
化學教室活動：利用粉筆進行電解實驗（Electrolysis using Chalk）〔I〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
學生講義之一（Student Handout I）
實驗介紹
粉筆在日常生活中可輕易獲得，看似平凡無奇的粉筆，其實可以巧妙地應用在化學實驗上。本實驗以粉筆當作電解裝置，以電池代替電源供應器，進行簡易的電解實驗，如圖一所示。此電解實驗除了可觀察到預測的結果之外，最大的優點是節省藥品及攜帶方便。
圖一 以粉筆（中下方）當作電解裝置
化學示範實驗：用固態燃料錠演示焰色試驗（Flame Test using Solid Fuel Tablets）〔II〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
原理和概念
● 焰色試驗（Flame test）係利用不同的元素受熱產生不同波長的放射光譜（emission spectra），化學上用於檢測某些金屬離子存在的方法。測試樣品以不發光的火焰對元素或化合物加 熱，並觀察顏色的效果。通常，樣品固定在用鹽清洗多次的鉑絲上，有時也用鎳鉻合金絲。有人建議使用棉花棒（cotton swab）或三聚氰胺泡棉（melamine foam）（可用橡皮擦取代泡棉）作為支撐物。本示範實驗有別於上述方法，採用固態燃料錠作為支撐物和加熱源。鈉是在許多化合物中常見的成分或污染物，其 焰色試驗往往支配其他元素，通常用鈷藍色玻璃過濾掉黃色的鈉焰色，而更容易觀看到其他金屬離子。
● 一些常見的金屬及其相應的焰色試驗的顏色，如表一所示：
表一 常見的金屬的焰色試驗顏色
資料來源：Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Flame_test
用固態燃料錠演示焰色試驗（Flame Test using Solid Fuel Tablets）〔I〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
前言
金屬或金屬鹽類在火焰下加熱，所產生的氣態原子受到激發，會發出特定的可見光。焰色試驗法即是利用發光的顏色，來鑑定特定金屬存在的方法。一般化學實驗室常用的方法可分為白金絲焰色試驗法、甲醇（或乙醇）噴霧試驗法，此處介紹另一種方法－固態燃料試驗法。固態燃料錠原本原本當作露營野炊的加熱源，火力強，容易點燃，焰色明顯鮮豔，而且加熱後不變形，操作容易。經測試，固態燃料錠為很好的焰色試驗加熱源。
示範實驗影片
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化學示範實驗：竹筒炮的製作（How to Make a Bamboo Cannon）〔II〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
原理和概念
● 碳化鈣（俗稱電石，Calcium carbide，CaC2），與水（H2O）反應產生乙炔氣體（acetylene, ethyne），其反應相當快速，過程中還放出大量的熱，如反應式[1]所示：
CaC2(s) + H2O(l) → C2H2(g) + Ca(OH)2(aq) + heat [1]
● 乙炔為高爆炸性的氣體，與適量的空氣（適量的氧氣）混合，極易產生爆炸，產物之一為二氧化碳氣體，如反應式[2]所示。乙炔與不充足的氧氣混合，導致不完全燃燒，產物為一氧化碳氣體或黑色碳粒，如反應式[3]或[4]所示。
2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O(g) [2]
2C2H2(g) + O2(g) → 4C(s) + 2H2O(g) [3]
2C2H2(g) + 3O2(g) → 4CO(g) + 2H2O(g) [4]
化學示範實驗：竹筒炮的製作（How to Make a Bamboo Cannon）〔I〕
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
前言
為了慶祝2011國際化學年，大甲高中舉辦親手fun化學活動，在開幕典禮上使用竹筒炮當作禮炮。竹筒炮可產生巨響，增添典禮的歡樂氣氛。竹筒炮最原始的 用途，相傳是阿美族祖先們作為嚇阻山豬和鳥類，阻止牠們盜取農作物的器具。又有一古老傳說，約在清朝時代，清廷為征服原住民，出兵攻打台東縣的電光部落， 面對強敵，部落青年用刺竹筒發明竹筒炮，竹筒炮可產生巨響，虛張聲勢，但不具殺傷力，清兵因而被嚇退。
示範實驗影片
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