化學與社會

化學實驗室實驗:透明肥皂的製作(Making Transparent Soap)〔I〕

化學實驗室實驗:透明肥皂的製作(Making Transparent Soap)〔I〕
國立彰化高級中學化學科林芬如老師/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

動物脂肪和植物油主要成份是由長鏈脂肪酸(fatty acids)和甘油所反應而成的酯類。這些三酸甘油酯(triglyceride or triacylglycerol)經過水解反應會產生甘油和脂肪酸鹽。因為脂肪酸鈉鹽是離子化合物, 如果濃度很低時,它是溶在水中的(實際上可溶,因為他們可形成微胞的形式溶在水中),但是如果高濃度的脂肪酸鈉鹽,它會聚集在一起而凝集形成了肥皂。基本 上,酯類的水解反應被稱為皂化(saponification),其反應式如圖一所示,其中R為長鏈的飽和或不飽和的烴基。

圖一 酯類水解反應的反應式 (圖片來源:Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Saponification)

原子科學家和輻射劑量單位的命名(1):倫琴(Röntgen)

原子科學家和輻射劑量單位的命名(1):倫琴(Röntgen)
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題:

1. 重大科技的突破是偶然的意外?個別科學家的運氣?

2. 倫琴人格與生平反應了哪些科學工作與倫理價值的關係?

3. 倫琴射線在今天有何重要性?

2011年3月日本福島核災之後,國際媒體的相關報導上常常出現一般讀者比較陌生的科技名詞:輻射的量(quantity)和單位(unit)。這些劑量單位的命名和原子科學曲折戲劇性的突破歷程息息相關。我們將分篇介紹其中最主要的五種單位和其背後五位被稱為「輻射五傑」的科學家。

原子科學家和輻射劑量單位的命名(1):倫琴()

:威廉·康拉德·倫琴(Wilhelm Conrad Röntgen)(1845-1923)

id=”attachment_29265″ align=”aligncenter” width=”252″ caption=”圖1:威廉•康拉德•倫琴(Wilhelm Conrad Röntgen)(1845-1923) “

圖片來源:http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen

1895年11月8日,當時已經是德國維爾茨堡(Würzburg)大學校長的倫琴,在進行陰極射線(就是電子)的實驗時,觀察到放在射線管附近塗有氰亞鉑酸鋇(barium platinocyanide,BaPt(CN)4)的屏上發出的微光,這表示有股神秘的射線居然會穿過包在真空管外不透明的紙張,最後他確信這是一種尚未為人所知的新射線。有人提議將他發現的新射線定名為「倫琴射線」,倫琴卻堅持用「X射線」這一名稱,產生X射線的機器叫做X射線機。倫琴因這個發現獲得1901年首屆諾貝爾物理學獎。

化學情境試題:塑化劑風暴(Plasticizer Storm in Taiwan)〔III〕

化學情境試題:塑化劑風暴(Plasticizer Storm in Taiwan)〔III〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編

在回答問題之前,首先請你閱讀與本試題有關的情境描述,以增加你對本試題背景知識的瞭解;然後思考問題解決的策略,並且寫下你的答案;最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。

請按此連結,先參閱「解題策略」

參考答案

化學情境試題:塑化劑風暴(Plasticizer Storm in Taiwan)〔II〕

化學情境試題:塑化劑風暴(Plasticizer Storm in Taiwan)〔II〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編

在回答問題之前,首先請你閱讀與本試題有關的情境描述,以增加你對本試題背景知識的瞭解;然後思考問題解決的策略,並且寫下你的答案;最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。

請按此連結,先參閱「情境描述」和「情境試題」

解題策略

化學情境試題:塑化劑風暴(Plasticizer Storm in Taiwan)〔I〕

化學情境試題:塑化劑風暴(Plasticizer Storm in Taiwan)〔I〕
國立彰化女子高級中學化學科鄭茜如老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

在回答問題之前,首先請你閱讀與本試題有關的情境描述,以增加你對本試題背景知識的瞭解;然後思考問題解決的策略,並且寫下你的答案;最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。

情境描述

2011年3月,衛生署食品藥物管理局楊姓技正在檢驗康富生技益生菌保健食品時,從液相層析串聯式質譜儀(liquid chromatography/tandem mass spectrometer, LC/MS/MS)(圖一)中發現一個不尋常的訊號,經過實驗團隊反覆比對,發現這個訊號居然來自一般用於塑膠軟化的塑化劑之一DEHP(鄰苯二甲酸二丁 酯,Di-(2-ethylhexyl) phthalate)或稱BEHP(Bis(2-ethylhexyl) phthalate)。衛生署循線稽查,掀起了台灣食品史上最大的食品污染風波。

圖一 液相層析串連式質譜儀(LC/MS/MS)

照片來源:國立嘉義大學,http://www.ncyu.edu.tw/bioagricu … ite_content_sn=1522

化學示範實驗:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand)﹝II﹞

化學示範實驗:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand)﹝II﹞
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結,參閱「魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝﹝I﹞」

原理和概念

● 濃硫酸為常見的化學試劑,具有極強的腐蝕性,因此在使用時應該非常小心。濃硫酸亦有很強的脫水性,能使碳水化合物脫水以及留下黑色的碳,利用濃硫酸使蔗糖的脫水反應為放熱反應,如反應式[1]所示:

C12H22O11(s) → 12C(s) + 11H2O(g) + 429 kJ    [1]

在本示範實驗中,當濃硫酸滴到蔗糖中,蔗糖立即進行脫水反應並且放出大量的熱(429 kJ/mol sucrose)。

化學示範實驗:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand)﹝I﹞

化學示範實驗:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand)﹝I﹞
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

我有一支魔術玻棒,點蠟燭,蠟燭燃,點仙貝,仙貝燒。這是氯酸鉀與蔗糖反應之二,與先前的“「黑色異形」在蔗糖脫水中誕生”的原理相同。首先利用濃硫酸使 蔗糖或澱粉脫水並且放出熱量,引發蔗糖或澱粉與氯酸鉀的激烈反應,然後引燃蠟燭和仙貝。在示範時,學生不知道玻棒沾有濃硫酸,看見起火燃燒而感到非常驚訝。

示範實驗影片

請按此連結:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand),YouTube。

化學示範實驗:利用常見物品演示水中生火(Underwater Fire using Common Items)﹝II﹞

化學示範實驗:利用常見物品演示水中生火(Underwater Fire using Common Items)﹝II﹞
國立台中高級工業職業學校化工科陸冠輝老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

請按此連結,參閱「利用常見物品演示水中生火﹝I﹞」

原理和概念

本次示範實驗的製備和反應涉及數個化學反應,如下所述。

● 製備乙炔(C2H2)氣體:固體的碳化鈣(電石)與水反應,如反應式[1]所示:

CaC2(s) + 2H2O(l) → C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)    [1]

● 製備氯氣(Cl2):次氯酸鈉溶液(漂白水)與鹽酸(家用洗廁劑)反應,如反應式[2]所示:

NaOCl(aq) + 2HCl(aq) → Cl2(g) + NaCl(aq) + H2O(l)    [2]

● 使用氫氧化鈉溶液(馬桶疏通劑)去除氯氣的反應,此反應生成次氯酸鈉,如反應式[3]所示:

Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaOCl(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)    [3]

化學示範實驗:利用常見物品演示水中生火(Underwater Fire using Common Items)﹝I﹞

化學示範實驗:利用常見物品演示水中生火(Underwater Fire using Common Items)﹝I﹞
國立台中高級工業職業學校化工科陸冠輝老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

水中生火!這是一件多麼神奇的事啊…。本示範實驗利用常見物品,以簡單安全的方法製備兩種氣體(乙炔和氯氣),並同時注入這兩氣體到裝水的寶特瓶中,當這些氣體在水中相遇時,便會產生驚人的火花而且燃燒起來,還有爆鳴聲,就如同水中煙火般的壯觀,可說是驚心動魄。

示範實驗影片

請按此連結:利用常見物品設計水中生火(Underwater Fire with Common Items),YouTube。

聲波冷卻冰箱(Acoustic Refrigerator)

聲波冷卻冰箱(Acoustic Refrigerator)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

聲波冷卻冰箱(Acoustic Refrigerator),是一種利用聲波引起封於管內之氣體壓力改變,進而溫度改變的原理所製做的一種環保冰箱。

人類利用低溫保存食物的方式由來已久;在古代便在冬天時於地窖儲存冰塊,等到夏天將食物放入低溫的地窖保存。而現今的冰箱,是透過氣體體積改變導致溫度改變來達到冷卻的效果。因為當氣體進行一個絕熱膨脹(adiabatic expansion)的過程,即在一絕熱系統中改變氣體體積(與外界沒有熱量交換),溫度與體積遵守下列關係式:

1

T1:氣體膨脹前的溫度,T2:氣體膨脹後的溫度
V1:氣體膨脹前的體積,V2:氣體膨脹後的體積
n:氣體分子莫耳數,R:亞佛加厥常數,CV:氣體莫耳熱容量(molar heat capacity)

Pages