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

磚的歷史(The History of Brick)

磚的歷史(The History of Brick)
國立台灣師範大學化學研究所周煜翔/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

磚最早的形狀被發現於西元前7500年(需要引證)。他們在「Çayönü」,一個位於底格里斯河上游和安納托利亞東南方,靠近Diyarbakir(土耳其東南一座大城)的地方被發現。其它最近的研究結果顯示,發現日期約在西元前7000年到6395年之間,來自耶利哥和Catal Hüyük(位於今日的土耳其)。從考古學證據顯示,焙燒過的磚的發明 (與更早期以太陽烘乾的泥磚相對) 被認為約在西元前三千年形成於中東。由於磚能良好的抵抗寒冷和潮濕的天氣,在有惡劣氣候不能使用泥磚的地區,磚能建造永久的建築物。磚有在日間從太陽慢慢地存放熱能使其增溫的好處,且能在日落以後持續散熱數個小時。

塑膠(Plastics)

塑膠(Plastics)
國立台灣師範大學化學系葉重賢/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

塑膠是大範圍全合成或半合成聚化產品的通稱。它們是由有機物的縮合或加成而產生的聚合物,且有可能包含取代以增強其表現性或者減少成本。有許多的天然聚合物通常被認為是塑膠。塑膠可以被塑造成許多不一樣的物品、薄膜、纖維。大多數他們的名字從可塑性或柔軟性獲得。”s”在”塑膠(Plastics)裡”是為了區別在聚合物材料扭曲的方式。例如,鋁是柔軟材料當材料接受外力導致不能回復的扭曲,可進行”塑膠”變形。

奈米碳管(Nanotube)(2)

奈米碳管(Nanotube)(2)
國立台灣師範大學化學研究所碩士班黃邦齊/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

奈米碳管(CNTs)是碳的一種同素異形體,他的長度與直徑比例超過一百萬。這種圓筒形碳分子有新穎的性能,使它們在許多方面如奈米技術、電子學、光學、材料科學及其他領域都非常有用。他們顯現出非凡的強度和獨特的電學性能,且是一種高效率的導熱物質。無機納米管也被合成。

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(二)

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(二)
國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

pH值的提出—化繁為簡西元1909年,丹麥生化學家索倫森(Søren Peder Lauritz Sørensen, 1868-1939)發表了pH值的概念,以簡單的數學方式來表達阿瑞尼士理論中,「氫離子濃度越高,酸性越高」的意涵。他所引進的表達方式中,p代表一切數值取對數後的負值,而H則代表氫離子的濃度,pH值即為-log[H+]。在其發表的論文中,也企圖以電極電位測量的方式來決定水溶液的pH值,雖然他所提出的方法繁瑣複雜、結果也未臻完善,但開啟了「pH值測定儀」發展研究之門。

三星輝映的1923
西元1923年,丹麥物理化學家布忍斯特(Johannes Nicolaus Brønsted, 1879-1947)與英國有機化學家洛瑞(Thomas Martin Lowry, 1874-1936)不約而同提出「酸鹼反應中,捐贈質子(proton donor)者,謂之酸;而接受質子(proton acceptor)者,謂之鹼」的理論,以補阿瑞尼士學說中,只侷限「酸鹼反應」在水溶液中進行的不足,是為如今為人熟知的「布洛學說」(Brønsted-Lowry Acid-Base Theory)。

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(一)

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(一)
國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

在好奇與探究天性的驅使下,早在西元前的希臘城邦時代,人們對於「揭開物質神秘面紗」,進而「剖析物質」就已產生濃厚的興趣。在知識萌芽的當時,人們經常用來認知「物質」的方法,是現在已不適合安全標準的「品嚐法」,「酸味」即是當時他們對如「醋」般物質,所給予的定義。

奈米科技 – Introduction of Nanotechnology

奈米科技 – Introduction of Nanotechnology

奈米技術是指一個廣泛的領域,應用科學和技術的主要目的就是控制原子和分子的尺度,通常在1至100奈米,並製作在這一尺寸範圍內的裝置。它包含很多學科領域,例如應用物理〈applied physics〉,材料科學〈materials science〉,界面和膠體科學〈interface and colloid science〉,器件物理〈device physics〉,超分子化學〈supramolecular chemistry〉(在此指著眼於用非共價鍵相互鍵結的分子),化學工程〈chemical engineering〉,機械工程〈mechanical engineering〉,電機工程〈electrical engineering〉。奈米技術可以被看作是一門現有科學的擴展,或作為一個改寫現有科學的技術。

化學需氧量

化學需氧量 (Chemical Oxygen Demand)
國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在環境化學上,化學需氧量 (COD)的檢測通常用以間接量度水中有機化合物的含量。COD大部分應用在測定表面水(如湖水和河水)中有機污染物的含量,我們可藉此得知水質的好壞。COD值的量測單位為每公升溶液中溶質的亳克數(mg/L),它指出每升溶液中氧氣的消耗量,而在早期的文獻上所使用的單位為百萬分濃度(ppm)。

化學史(History)

化學史(History)
國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

  化學的起源可追溯到人類從燃燒反應所觀察到的許多現象,因而發展出冶金術(metallurgy),它是從礦石中提取金屬的一種科學方法。由於人類對黃金的貪念,因此發現了將其純化的方法。但人們對其原理並不瞭解,且他們希望獲得物質轉換法的慾望勝過將其純化。在那個時期的許多學者都深信在自然界中存在著可將較便宜的金屬轉變成黃金的方法。因而有煉金術(alchemy)的誕生,他們不斷尋找所謂的魔法石(philosopher’s stone),並且相信物質只要與魔法石接觸就能轉變。

直接甲醇燃料電池

直接甲醇燃料電池(DMFC)
國立臺灣大學化學系陳竹亭教授 責任編輯

一、目的:學習直接甲醇燃料電池(direct methanol fuel cell,DMFC)之製作原理及性能測定(1)。
二、實驗技能:學習電解、電鍍、電化電池、組裝甲醇燃料電池及使用電源供應器與三用電表。
三、原理:
(一)電化電池
電化電池是利用能夠自然發生的氧化還原反應,經電化電池的裝置將化學能轉變為電能。以鋅銅電化電池為例(圖1),陽極為鋅片,進行氧化反應產生鋅離子與電子(式1),電子經外電路的導線傳遞到陰極之銅片,陰極半電池中之銅離子於銅片上接受電子進行還原反應(式2),總反應方程式如式3所示。陽極與陰極兩半電池間以含有電解質的鹽橋連接,藉由鹽橋中所含帶電荷離子的移動,形成完整的電路。鋅銅電化電池在25oC,[Zn2+]、[Cu2+]濃度均為1 M的標準狀態下,量測到電池的電位(Eocell)為1.10 V。

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