化學與社會

化學實驗室實驗：結晶水的測定 (Determination of the Water of Crystallization)〔III〕
國立臺中第一高級中學化學科楊勝凱老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：結晶水的測定 – II

教師手冊 (Teacher’s Guide)

化學示範

1. 教師準備含結晶水的硫酸銅晶體（CuSO₄•5H₂O），展示讓學生知道為藍色晶體，如圖一所示。

圖一 含結晶水的硫酸銅晶體呈藍色。

化學實驗室實驗：結晶水的測定 (Determination of the Water of Crystallization)〔II〕
國立臺中第一高級中學化學科楊勝凱老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：結晶水的測定 – I

學生講義之二 (Student Handout II)

實驗記錄

莫耳質量：Na₂S₂O₃：158.108 g/mol，Na₂S₂O₃•5H₂O：248.17 g/mol，KI：166.003 g/mol，Cu：63.546 g/mol，CuSO₄：159.62 g/mol，H₂O：18.015 g/mol。

A. 標定硫代硫酸鈉溶液

KIO₃標準液的濃度：         M（由老師公佈該數值）

表一  標定硫代硫酸鈉溶液的數據

化學實驗室實驗：結晶水的測定 (Determination of the Water of Crystallization)〔I〕
國立臺中第一高級中學化學科楊勝凱老師 / 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)

化學示範

1. 教師準備含結晶水的硫酸銅晶體，展示讓學生知道為藍色晶體。
2. 放置該晶體於蒸發皿中，並且以表玻璃覆蓋，用酒精燈加熱之。
3. 讓學生觀察到硫酸銅晶體釋放出水蒸氣，並且凝結於表玻璃上，呈現霧狀；最後藍色晶體會變成白色晶體，此即為無水硫酸銅晶體。

化學實驗室實驗：金奈米粒子的合成 (Synthesis of Gold Nanoparticles)［III］
國立彰化師範大學化學系學生羅翊瑋 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：金奈米粒子的合成 – II

教師手冊 (Teacher’s Guide)

教學提示

● 上課時間：教師實驗解說：約20分鐘，學生實驗操作（含器材清洗）：約40分鐘，實驗觀察記錄：約10分鐘。學生回答問題（師生問題討論或家庭作業）：約20分鐘。

● 在進行本實驗時，學生可以透過視覺上的觀感，瞭解到雖然黃金塊具有金黃色金屬光澤，但當尺寸縮減至奈米尺度時，因表面電漿子共振吸收效應而呈現紅色，使學生對奈米有更深刻的認知。

化學實驗室實驗：金奈米粒子的合成 (Synthesis of Gold Nanoparticles)［II］
國立彰化師範大學化學系學生羅翊瑋 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：金奈米粒子的合成 – I

學生講義之二 (Student Handout II)

實驗步驟

A. 金奈米粒子的製備

1. 配置王水：在通風櫥內或通風良好之處，取5 mL的濃硝酸與15 mL的濃鹽酸（HNO₃/HCl = 1/3(v/v)）混合於一個100 mL的燒杯中。
註：王水可以共同配製並共用，用後回收作為最後清洗器具之用。

2. 在通風櫥內或通風良好之處，以王水浸潤錐形瓶、漏斗、PE滴管、磁攪拌子、樣品瓶等器材的內壁約1分鐘，再倒回王水於原燒杯中，然後以大量的蒸餾水沖洗乾淨器皿，而後倒置滴乾。
註：最好選用乾淨的或未曾使用過的器具進行本實驗，所有的需以王水浸洗，王水必須完全被沖洗乾淨，以免殘餘王水影響後續製備反應。若有去離子水和超純水，則先以王水浸潤，再大量去離子水沖洗乾淨器皿，最後以超純水淋洗2次。

3. 使用已洗淨的一支3 mL的PE滴管，分五次轉移，共量取15 mL的1 mM之四氯金酸溶液至一個125 mL的錐形瓶中，加入1個洗淨的磁攪拌子。

4. 組合簡易的加熱迴流裝置，如下圖三所示：取一小型的漏斗，細徑朝下，插在上述錐形瓶的瓶口。再放置錐形瓶置於電磁加熱攪拌器上，調整至適當位置使磁攪拌子能順利攪拌。

圖四 組合簡易加熱迴流裝置

化學實驗室實驗：金奈米粒子的合成 (Synthesis of Gold Nanoparticles)［I］
國立彰化師範大學化學系學生羅翊瑋 / 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

本實驗是利用檸檬酸納（Na₃C₆H₅O₇）為還原劑，還原四氯金酸（HAuCl₄）的金離子為金屬金，用檸檬酸納當作分散劑製得金奈米粒子，並應用廷得耳效應（Tyndall effect）來鑑定合成的奈米級金粒子。在實驗過程中也學習配製王水以清洗器皿、吸量管與電磁加熱攪拌器之使用、並學習應用漏斗架設簡易的迴流加熱反應裝置。

實驗原理

一、 奈米材料

奈米的英文全名是nanometer，簡寫為nm，它與微米（μm）同樣是長度的單位。1微米等於10^－6公尺，我們小時候使用的痱子粉，它的直徑大約是1微米。而1個奈米就等於1微米的一千分之一，也就是10^－9公尺。所以奈米就是一粒痱子粉再平分成一千份，而此時我們就必須要藉助於電子顯微鏡了才能看到它們了！科學家們也從這麼小的粉粒中，發現許多有趣及豐富的性質。因此，接下來就讓我們來談談什麼是「奈米材料」吧！

「奈米材料」就是專指奈米大小的材料，也就是介於1~100 nm之間的微小物質所組成的材料。說得更詳細一點就是，任何材料的尺寸，在三個維度中，至少一個維度的長度是奈米級，就稱之為「奈米材料」。

化學實驗室實驗：乙炔的簡易製備和反應 (Simple Experiments with Acetylene)〔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

連結：乙炔的簡易製備和反應〔II〕

教師手冊 (Teacher’s Guide)