化學與社會

化學實驗室實驗:乙炔的簡易製備和反應〔II〕

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

學生講義之二(Student Handout II)

觀察紀錄

一、化學示範

1. 冰塊點火:寫出此示範實驗的變化現象及化學原理。
2. 寶特瓶氣爆:寫出此示範實驗的變化現象及化學原理。

二、乙炔性質的檢測

A1:乙炔的可燃性

● 乙炔是否具有可燃性:      
● 點火是否具有爆鳴聲:      
● 寫出乙炔完全燃燒的反應式:                                                

化學實驗室實驗:乙炔的簡易製備和反應〔I〕

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

學生講義之一(Student Handout I)

化學示範

1. 老師示範「冰塊點火」,學生觀察變化的現象,並討論冰塊為何會起火燃燒。
2. 小老師示範「寶特瓶氣爆」,其餘學生觀察變化的現象,並討論產生氣爆的原因。

實驗介紹

乙炔(Acetylene or ethyne,C2H2)是一種以共價鍵形成叁鍵的不飽和有機化合物。乙炔中的碳-碳叁鍵是兩個碳原子利用sp混成軌域形成的,因此乙炔中的四個原子會在同一直線上,碳-碳-氫的鍵角為180o。碳化鈣(Calcium carbide,俗稱電石)加水會形成乙炔和氫氧化鈣,如反應式[1]所示:

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

抗震劑(Antiknock Agent)

抗震劑(Antiknock Agent)
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

抗震劑,是一種汽油當中的添加物,其添加的主要目的是為了減低汽油在引擎當中,由於高溫高壓下自燃、爆炸,所產生的爆震(knocking)現象。

而由於爆震程度可以利用辛烷值(octane number)來進行度量,辛烷值越高,爆震的效果也就越低,因此吾人也可稱抗震劑的添加,是為了提高汽油的辛烷值。

抗凍劑

抗凍劑 (Antifreeze)
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

抗凍劑 (Antifreeze),是指在水或溶液、溶劑當中的添加物,其目的在於降低溶液的凝固點,藉此以令在氣溫較低的時候,溶液不會凝固,因而避免溶液凝固所造成的損害。

由於水凝固成冰之後,體積會膨脹,因此水凝固所造成的容器膨脹變形,或者是其他形式的損害,是相當嚴重的。也因此,在氣溫較低,可能會達到零下的地區,抗凍劑的使用相當普遍,例如像是汽車引擎、發動機的水冷卻系統。

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔IV〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔IV〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師/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「教師手冊之一」

教師手冊之二(Teacher’s Guide II)

實驗紀錄樣本

A. 實驗數據紀錄於表二,並進行數據處理。

本次實驗設定IC = 5 mA。

表二  配製一個空白液和五種標準液以及未知濃度的測定

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔III〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔III〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 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「學生講義之一」「學生講義之二」

教師手冊之一(Teacher’s Guide I) 

背景資料

A. LED測試盒

整組儀器除了定電流LED驅動電路需仔細配線外,其他很容易按「學生手冊」的說明組裝。在定電流LED驅動電路方面,可以考慮以市售LED測試盒代替自己組裝。一個LED測試盒價格約250元,可到電子街詢問,作者購自台中廣華電子。

按照圖一的順序連接,先選擇定電流值(2~30 mA,下圖係選用30 mA進行連接)後,再連接一個藍光LED,便完成定電流驅動電路。 

圖一 利用LED測試盒完成定電流驅動電路

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔II〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔II〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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學生講義之二(Student Handout II)

實驗步驟

B. 實驗操作流程圖

1. 放置比色管到比色槽中,並用一顆樂高積木(2 × 4)予以加蓋,如圖十二所示。

圖十二 放置比色管到比色槽中

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔I〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔I〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 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

本實驗的目的是藉由自製簡易的光電比色計,透過數個等差級數濃度的標準液,以及Excel軟體製作檢量線,來探討有色溶液濃度的測定。再者,藉由此機會,學習光電比色計所涉及的光電原理。

在高中化學課本裡,提及有色溶液的顏色越深,其濃度越濃。這僅僅是定性關係的描述。在此次的活動中,經由自製簡易的光電比色計及進行實驗,更深入地探討有色溶液的濃度與顏色深淺之定量關係。

制酸劑

制酸劑 (Antacids)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

制酸劑(Antacids),又稱胃藥,用於中和人體分泌的胃酸,降低胃裡的酸度。

常見的制酸劑成分以含有鎂、鈣或鋁化合物為主,可分為弱鹼性碳酸鹽類和兩性的氫氧化物。碳酸鹽類如碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鎂(MgCO3)、碳酸氫鈉(NaHCO3)、碳酸氫鉀(KHCO3)等;氫氧化物如氫氧化鎂(Mg(OH)2)、氫氧化鋁(Al(OH)3)等。制酸劑和胃產生多餘的鹽酸進行中和反應:

KHCO3(s) + HCl(aq) → KCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)    方程式(一)

Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l)    方程式(二)

ChemMatters《化學時事》:一本適合於高中教師和學生的化學教育雜誌

ChemMatters化學時事》:一本適合於高中教師和學生的化學教育雜誌
國立彰化師範大學化學系楊水平副教授 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

雜誌簡介

ChemMatters化學時事》是美國化學會(American Chemical Society, ACS)自1983年開始發行的一本化學教育雜誌,ISSN 0736-4687,每一年出版四期(2月、4月、10月和12月)。此雜誌出版宗旨為揭露日常生活的化學,使我們生活的化學非神秘化,文章的內容涵蓋有趣的、生活的、科技的和時事的化學,並且設計用於高中化學課程和教學。此雜誌提供教師手冊(Teacher’s Guide)作為高中化學教材、教學和評量之用,內容相當豐富而且完整,包含學生問題、問題答案、背景知識、化學概念、迷失概念、動手活動、課堂示範和額外資源,以促進學生學習化學的理解。

此雜誌除設有總編輯之外,還設有藝術主編,編輯風格猶如坊間流行的雜誌,版面設計精美而且非常活潑、每頁文字搭配多張彩色照片,非常迎合高中學生的興趣及喜愛,極易吸引他們的注意和閱讀。例如:近年來,哈利波特小說和電影風靡全世界之際,此雜誌於2009年2月出版哈利波特的化學專題,探索在羅琳的哈利波特系列書籍中,哈利波特和他的朋友進行一些最有名的神奇實驗背後的化學。圖一為此雜誌當期的封面。

圖一  2009年2月ChemMatters以哈利波特當作雜誌封面
圖片來源:Secrets of Harry Potter’s Magic Revealed, ChemMatters, ACS

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