化學教育

化學實驗、示範實驗、情境試題、實驗試題、形成性評量、總結性評量、化學發展史、化學家傳記

【十大美麗化學實驗】專文02 卡文迪西由氣生水

【十大美麗化學實驗】卡文迪西由氣生水
國立臺灣大學化學系講師林雅凡

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瓶中的卡文迪西先生。(插畫/HANa)

從希臘哲人亞里斯多德(Aristotle, 384-322 BC)以來,西方人有很長一段時間相信:物質世界由「土、火、空氣、水」這四種元素所組成。直到18世紀,人們在化學實驗上累積足夠的技能與分析方法後,方能推翻此一假設。

如果仔細觀察坊間礦泉水上的包裝,有的會標示「H2O純水」,意味著水是由氫(H)和氧(O)所組成的化合物。這是否有點不可思議呢?氫和氧都是看不見摸不著的氣體,如何形成能碰能觀的水? 這個問題的答案跟氫氣的發現有關。

化學情境試題:色彩鮮豔的花青素(Colorful Anthocyanins)〔III〕

化學情境試題:色彩鮮豔的花青素(Colorful Anthocyanins)〔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。

請按此連結,先參閱「解題策略」

參考答案

化學情境試題:色彩鮮豔的花青素(Colorful Anthocyanins)〔II〕

化學情境試題:色彩鮮豔的花青素(Colorful Anthocyanins)〔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。

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:色彩鮮豔的花青素(Colorful Anthocyanins)〔I〕

化學情境試題:色彩鮮豔的花青素(Colorful Anthocyanins)〔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

 大自然中剎紫嫣紅,多彩多姿的顏色,到底是怎麼造成的?其實絕大多數的花朵、果實及彩色樹葉的顏色來自花青素(anthocyanins),它是一種常見的植物色素,自然界有超過500種不同的花青素。圖一為成熟的草莓富含橙紅色的花青素。

圖一 成熟的草莓富含橙紅色的花青素

照片來源:anushruti RK, http://www.flickr.com/photos/anushruti/2139924969/

【十大美麗化學實驗】專文01 關於美麗,也關於錯誤──淺談海爾蒙特和他的柳樹實驗

第63届聯合國大會將2011年定爲「國際化學年」(International Year of Chemistry),以紀念化學取得的成就以及對人類文明的貢獻。為了慶祝這特別的一年,台灣大學科學教育發展中心與國立台灣科學教育館共同策劃了「十大美麗化學實驗」專題,介紹由英國皇家化學學會(Royal Society of Chemistry)選出的美麗化學實驗。

本次的專題橫跨三個世紀,且與近代歐洲化學家對世界的想像息息相關。從十七世紀海爾蒙特栽種柳樹,到十八世紀卡文迪西利用氫與氧合成水,再到十九世紀巴斯德發現酒石酸的旋光性。儘管海爾蒙特被後人稱為「既是英雄也是傻瓜」,卡文迪西也沒能真的發現氫氣,但他們的實驗與巴斯德並列,顯示了並非完美無缺才是美。或許我們可以這樣說:實驗之美在於實踐過程,凡曾誠摯追求真理,且能夠扮演承先啟後角色的,皆足膺美麗化學實驗之名。

 

  

【十大美麗化學實驗】專文01 關於美麗,也關於錯誤──淺談海爾蒙特和他的柳樹實驗
葉房蒲

  

海爾蒙特先生與他的柳樹(插畫:HANa)

 

化學示範實驗:保特瓶大炮(The Ethanol Cannon Made by a Large Plastic Bottle)

化學示範實驗:保特瓶大炮(The Ethanol Cannon Made by a Large Plastic Bottle)
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

你(妳)曾經看過養樂多瓶火炮或保特瓶大炮?這些化學示範不但具有娛樂性、刺激性而且富含教育性。在課堂上,同學們為此示範興奮不已,在園遊會上,此活動也有不錯的商機。此次的化學示範的裝置是利用我們生活周遭的一些器材,透過簡易的組裝而完成的。保特瓶大炮的是利用特大號的保特瓶形成一個密閉系統,點燃氣態酒精,立即產生很大的爆炸聲,同時保特瓶飛出去,達到驚奇的震撼力。

示範實驗影片 

 請按此連結:保特瓶大炮(The Ethanol Cannon Made by a Large Plastic Bottle),YouTube。 

 

化學示範實驗:化學酸鹼龍捲風(Chemical Tornadoes by Acid-Base Reactions)

化學示範實驗:化學酸鹼龍捲風(Chemical Tornadoes by Acid-Base Reactions)
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—〝化學酸鹼龍捲風〞!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與原本的溶液產生有顏色變化的化學反應,讓我們能夠清楚地觀察〝化學酸鹼龍捲風〞。

示範實驗影片

請按此連結:化學酸鹼龍捲風(Chemical Tornado Formation by Acid-Base Reactions),YouTube。

化學示範實驗:黑色異形在蔗糖脫水中誕生(Alien Born in the Dehydration of Sugar)

化學示範實驗:黑色異形在蔗糖脫水中誕生(Alien Born in the Dehydration of Sugar)
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

「黑色異形」在無名火中誕生,它雖不重,但很黑,還帶點焦糖的芳香味道。此示範實驗是透過不用火且突然燃燒的一連串化學反應,首先利用濃硫酸使蔗糖脫水並且放出熱量,引發蔗糖與氯酸鉀的激烈反應,然後引燃蔗糖而使蔗糖碳化。學生最感驚奇的是不需要點火就可以引燃蔗糖。

示範實驗影片

請按此連結:黑色異形在蔗糖脫水中誕生(Alien Born in the Dehydration of Sugar),YouTube。

 

銅鏡(Copper Mirror)的製作

銅鏡(Copper Mirror)的製作
新北市立三民高級中學化學科林妙津老師/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

一、實驗目的
(一)利用斐林試劑和乙二醛於試管內產生銅鏡反應。
(二)使銅鏡反應於平板玻璃上進行,製作銅鏡。

二、實驗原理
斐林試劑與一般醛類反應,會產生紅色的氧化亞銅沉澱,其反應式如下:
RCHO(aq) + 2Cu2+(aq) +5OH(aq) → Cu2O(s) + RCOO(aq) + 3H2O(l)

和還原性較高的甲醛和乙二醛反應,則可以產生金屬銅,反應式如下:
HCHO(aq) + Cu2+(aq) +3OH(aq) → Cu(s) + HCOO(aq) + 2H2O(l)

C2H2O2(aq) + Cu2+(aq) +3OH(aq) → Cu(s) + C2HO3-(aq) + 2H2O(l)

所生成的金屬銅,若能沉積在容器壁上,即成銅鏡。

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