化學與社會

3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks）〔II〕

2013/10/16
在〈3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks）〔II〕〉中尚無留言

3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks）〔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「3D有趣實驗：表演化學詐騙術〔I〕」

實驗影片

請參考上方連結。

原理和概念

  • 當過錳酸鉀（KMnO4）接觸到甘油（C3H5(OH)3）時，立即發生反應並放出熱量，隨之升高的溫度使液態的甘油汽化成氣態，氣態的甘油易與產物之一的水蒸氣和空氣中的水蒸氣結合，而形成白色煙霧。接著，反應繼續發生，放出更多的熱量，升高更高的溫度，達到甘油的燃點（封閉杯160℃，開放杯176℃）而起火燃燒，此燃燒又繼續放出熱量也使得衛生紙燃燒起來（紙的燃燒溫度約230℃）。在此氧化還原反應中，過錳酸鉀為氧化劑，甘油為還原劑，此反應是一個激烈的氧化還原反應。本示範實驗的化學反應如下反應式所示： 
    14KMnO4(s)+ 4C3H5(OH)3(l) → 7K2CO3(s)+ 7Mn2O3(s)+ 5CO2(g)+ 16H2O(g) + heat
繼續閱讀→

3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks）〔I〕

2013/10/16
在〈3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks）〔I〕〉中尚無留言

3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks）〔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

在許多的江湖騙術中，有些是運用視覺障眼法，有些則是利用特殊的化學反應。這次的化學示範是利用一個激烈的氧化還原反應，並透過「內功運氣」的假象來製造衛生紙突然燃燒起來，表演江湖詐騙術。你們曾經在夜市看過此江湖騙術嗎？你們想知道此騙術隱藏什麼化學原理和概念嗎？

實驗影片

請按此連結，配戴紅藍眼鏡，觀看3D有趣實驗（3D Funny Experiments）：表演化學詐騙術（Showing Chemical Tricks），YouTube。

繼續閱讀→

化學示範實驗：製作大型酒精槍並示範爆炸（Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions）〔I〕

2013/10/15
在〈化學示範實驗：製作大型酒精槍並示範爆炸（Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions）〔I〕〉中尚無留言

化學示範實驗：製作大型酒精槍並示範爆炸（Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions）〔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

2013年國立大甲高級中學再次與教育部化學學科中心合作，於校慶當天舉辦親手fun化學活動，在活動開幕中由校長與貴賓使用大型酒精槍射擊標靶，而造成轟動。此酒精槍由本校教師自行研發，利用PVC水管等零件組裝而成。在演示前，噴入少量酒精，藉由壓電點火器引燃，在燃燒酒精的瞬間受熱膨脹的氣體使塞在槍管前端的泡棉子彈射出，隨即產生巨響。本實驗利用隨手可得的材料、使用微量無害的藥品、超炫的槍管外型以及震撼的聲光效果，深獲參與化學闖關活動老師和學生的喜愛。

示範實驗影片

請按此連結：製作大型酒精槍並示範爆炸（Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions），YouTube。

繼續閱讀→

化學示範實驗：製作大型酒精槍並示範爆炸〔II〕

2013/10/15
在〈化學示範實驗：製作大型酒精槍並示範爆炸〔II〕〉中尚無留言

化學示範實驗：製作大型酒精槍並示範爆炸（Making a Big Ethanol Gun to Demonstrate Explosions）〔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

請按此連結，參閱「製作大型酒精槍並示範爆炸〔I〕」

藥品與器材

  1. 1.5 inch的PVC厚管（當作槍管，約45公分長，橘色，下水道用）  1支
  2. 2.0 inch的PVC清潔口（需事先以電鑽鑽一各孔洞，固定點火槍之用）  1個
  3. 1.5~2.0 inch的異徑接頭  1個
  4. 電鋸  1台
  5. 電鑽  1台
  6. 熱熔膠槍  1支
  7. PVC糊劑  1瓶
  8. 泡棉（直徑50 mm，長約10 cm，前端可削成尖狀，以增加射擊後的飛行距離）
  9. 膠布（大片）  1捲
  10. 壓電點火器  1支
  11. 藥用酒精（酒精，Ethanol，C2H5OH）  20 mL
  12. 噴霧罐（50 mL）  1個
  13. 耳罩  1副
  14. 護目鏡  1付
繼續閱讀→

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔IV〕

2013/10/15
在〈化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔IV〕〉中尚無留言

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔IV〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 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「化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計〔III〕」

D. 繪製檢量線：用MS-Excel繪製檢量線

  1. 在MS-Excel的一張表單裡，在A4及B4儲存格中，分別輸入「色素濃度S（%）」與「吸光度（A × 100）」。在A5~A11的儲存格中，分別輸入0、20、40、60、80、100和unknown，並且分別輸入表二的數據於B5~B11的儲存格中，如圖二十五所示。

    圖二十五 在MS-Excel中輸入實驗數據

繼續閱讀→

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔III〕

2013/10/15
在〈化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔III〕〉中尚無留言

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔III〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 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「化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計〔II〕」

利用簡易光電比色計測定未知濃度的溶液

A. 實驗原理

  • 光電比色計的比色原理是根據比爾–朗伯定律（Beer–Lambert law），比爾–朗伯定律：當一束平行的單色光通過均勻且無散射現象的溶液時，其光線的吸收度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比。比爾定律不僅適用於有色溶液，也適用於無色溶液。比爾–朗伯定律運用於比色計的示意圖，如圖二十所示：

    圖二十 比爾–朗伯定律的吸收光束示意圖 （圖片來源：Beer–Lambert law, Wikipedia.）

繼續閱讀→

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔II〕

2013/10/15
在〈化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔II〕〉中尚無留言

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔II〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 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「化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計〔I〕」

製作簡易光電比色計

B. 利用樂高積木製作比色槽

  1. 取4個樂高積木（LEGO brick）及1片樂高板（LEGO plate），樣式如圖四之左所示，組裝比色槽的底座，組裝如圖四之右所示。

    圖四 組裝比色槽的底座 

繼續閱讀→

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔I〕

2013/10/15
在〈化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔I〕〉中尚無留言

化學教室活動：利用樂高製作簡易光電比色計（Making Simple Spectrophotometer using LEGO）〔I〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

實驗簡介

本實驗的目的是讓學生利用LEGO NXT 9797（樂高套件主機）、LEGO 9844 light sensor（樂高光感測器）及LEGO Building Block（樂高積木），自製簡易光電比色計，如圖一所示，其中感測器被放置在以樂高積木組裝的比色槽中。透過配製五個已知濃度的標準溶液，以及MS-Excel軟體製作出檢量線，來測定有色溶液的未知濃度。透過此次實驗的實作，讓學生學習光電比色計所涉及的光電原理及探討LEGO NXT在化學實驗之應用。

圖一 利用樂高的積木和主機自製簡易光電比色計

繼續閱讀→

3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔II〕

2013/10/08
在〈3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔II〕〉中尚無留言

3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Chemical Whoosh Bottles）〔II〕
國立彰化師範大學化學系學生許紘齊 / 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「3D有趣實驗：美麗彩虹的消失〔I〕」

原理和概念

  • 酸鹼指示劑的作用原理是當環境發生pH值改變時，自身的形態會改變，從而改變顏色，透過顏色的改變來指示滴定的終點。在滴定終點的附近，指示劑變色的過程中，會呈現出一種中間的顏色，處在這個過程中的範圍稱為指示劑的變色範圍。選擇指示劑的標準，一是變色範圍（包括終點），二是反應靈敏。也就是說，一種合適的指示劑在達到終點時必須很快的變色。常用的酸鹼指示劑之變色，如表一所示。

    表一 常用的酸鹼指示劑之變色

  • 本實驗使用的酚酞（phenolphthalein）、間硝基苯酚（m –nitrophenol）和百里酚酞（thymolphthalein）三者皆為酸鹼指示劑，依照溶液環境的pH值的不同而顯現出不同的顏色，如表一所示的前三者。利用這些酸鹼指示劑的特性，在高pH值的環境下，溶液呈分別現出紅、黃、藍三種顏色。再藉由這三種指示劑之二種，以不同比例混合，使顏色混合呈現出橙（紅加黃：酚酞加間硝基苯酚）、綠（黃加藍：間硝基苯酚加百里酚酞）、紫（紅加藍：酚酞加百里酚酞）三種顏色。這三種指示劑具有共通點，就是在酸性環境中皆呈現無色。
  • 乾冰（Dry Ice）是二氧化碳（carbon dioxide）的固體形式，二氧化碳略溶於水，容於水中隨之發生化學反應，產生碳酸（carbonic acid），如反應式[1]所示。碳酸與溶液中的氫氧化鈉反應，發生酸鹼中和，產生碳酸鈉，如反應式[2]所示。乾冰直接與氫氧化鈉反應，產生碳酸鈉，如反應式[3]所示。亦即，反應式[3]為反應式[1]和[2]之和。本實驗是透過乾冰的酸性，使溶液的pH值下降，進而使指示劑逐漸趨向無色。 
    CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)    [1]
H2CO3(aq) + 2NaOH(aq) → Na2CO3(aq) + H2O(l)    [2]
2NaOH(aq) + CO2(g) → Na2CO3(aq) + H2O(l)    [3]

繼續閱讀→

3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔I〕

2013/10/08
在〈3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔I〕〉中尚無留言

3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Chemical Whoosh Bottles）〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生許紘齊 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

酸鹼指示劑在化學實驗中常用在檢驗溶液的酸鹼性，藉由指示劑呈現不同的顏色來判定溶液的酸性、中性或鹼性。本實驗是利用三種指示劑在鹼性的溶液中呈現六種不同顏色的「美麗彩虹」，然後加入乾冰使「彩虹」逐漸消失，顏色變化非常明顯，視覺效果令人驚艷。

實驗影片

請按此連結，戴紅藍眼鏡，觀看3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow），YouTube。

繼續閱讀→
Pages