化學與社會

化學示範實驗：神奇的閃光紙（How to Make Flash Paper for Magic 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「神奇的閃光紙［I］」

原理和概念

● 硝化纖維或硝基纖維素（Nitrocellulose），又名纖維素硝酸酯（cellulose nitrate），也稱為閃光紙（flash paper），通常由棉絨纖維和木漿等纖維材料浸入濃硝酸和濃硫酸混合液或其他的硝化劑中製得，硝酸提供硝基，硫酸當作催化劑，纖維素轉換成硝酸纖維素和水，其反應稱為硝化反應（nitration），如下反應式所示。

3HNO₃+ C₆H₁₀O₅ → C₆H₇(NO₂)₃O₅ + 3H₂O

在上述反應式中，C₆H₁₀O₅為纖維素的單體，C₆H₇(NO₂)₃O₅為硝化纖維的單體。纖維素的結構式如圖十五所示，硝化纖維的結構式如圖十六所示。

圖十五 纖維素的結構式

圖片來源：Cellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose

圖十六 硝化纖維的結構式

圖片來源：Nitrocellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrocellulose

你（妳）曾經看過電視節目的魔術師點燃一張神奇的紙張嗎？此神奇紙張瞬間燃燒化為烏有，沒有留下任何灰燼。其實，魔術師使用的神奇紙張是一張經由特殊化學反應處理的紙張，我們稱之為閃光紙（flash paper）。閃光紙要如何製作呢？本示範實驗除描述詳細的製作過程之外，我們也以各種不同的形式把玩閃光紙，創造非常神奇的燃燒效果，驚奇又有趣。

化學實驗室實驗：另類的銅鏡反應（An Alternative Way to Make Copper Mirror）〔II〕
台中市立大里高級中學化學科謝孟樺老師/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」

教師手冊（Teacher’s Guide）

教學提示
● 上課時間：教師實驗解說：約10分鐘，學生實驗操作：約30分鐘，實驗觀察記錄：約10分鐘。家庭作業：學生回答問題：約20分鐘。

● 學生可在進行銀鏡反應的操作後，進行本實驗，讓學生在視覺上有不同的觀感，並比較還原劑強弱、金屬離子的穩定性等性質。

● 當聯胺與硫酸銅溶液接觸的瞬間，會產生冒泡且發生放熱的現象，因此鍍銅的容器需要預留反應的空間。

● 聯胺的正常沸點為113.5℃，雖然在90℃的熱水浴中不致沸騰，但是可能有聯胺氣體揮發。基於聯胺的毒性考量，本實驗應該在抽氣裝置下進行實驗。

● 反應的產物有氣體產生，切勿在密閉容器中進行本實驗。

● 若熱水浴溫度不夠高、反應物的比例不正確、反應中未持續搖晃，結果容易有紅棕色固體沉積，而無法得到具金屬光澤的成品。

化學實驗室實驗：另類的銅鏡反應（An Alternative Way to Make Copper Mirror）〔I〕
台中市立大里高級中學化學科謝孟樺老師/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（Student Handout）

實驗介紹

本實驗目的是利用正二價的銅離子（Cu²⁺）當氧化劑，在熱水浴中被聯胺（N₂H₄）快速地還原成銅原子（Cu⁰），銅原子吸附在玻璃表面上而生成具有金屬光澤的鏡面，稱為銅鏡反應（copper mirror reaction）。

銅金屬一直在人類文明中扮演決定性的角色，如中國夏朝文化出土的青銅器、銅鎳合金材料的貨幣、作為電線的銅絲等等，可知銅金屬在人類生活中使用的比例很高。若僅取自天然的單質銅必定供不應求，故人們也從銅礦中製取金屬銅，主要的礦石有赤銅礦（CuO）、輝銅礦（Cu₂S）、黃銅礦（CuFeS₂）及藍銅礦（(CuCO₃)₂．Cu(OH)₂）等，這些礦石先在空氣中焙燒後形成氧化銅CuO，如反應式[1]所示，再以焦碳還原之，如反應式[2]所示。

CuO(s) + C(s) → Cu(s) + CO(g)    [1]

CuO(s) + CO(g) → Cu(s) + CO₂(g)    [2]

安全氣囊(Aair Bags)
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

安全氣囊，又稱作「輔助保護系統」(Supplementary Restraint System, SRS)或是「充氣保護輔助器」(Supplemental Inflatable Restraints)，是安裝於汽車上一個安全保護裝置，當汽車受到較強烈的撞擊而急遽減速時，此時由於慣性定律，駕駛與前座乘客會往前傾而撞上前方玻璃；此時安全氣囊即會瞬間充氣彈出，透過氣囊 緩衝保護駕駛與乘客的安全。現今安全氣囊已經成為汽車必要的被動安全設備。

噴霧器 (Aerosol Spray)和推噴劑 (Aerosol Propellants)
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

氣溶膠(Aerosol)是指直徑小於1微米(μm)分散於氣體中的粒子，噴霧器(Aerosol Spray)則是以壓縮空氣或高壓氣體將液體或固體變成霧狀的氣溶膠微粒之裝置。推噴劑(Aerosol Propellants)則是噴霧器的內容物重要成份之一，幫助氣溶膠微粒在空氣中形成。

圖一、噴霧器。白色噴出物為氣溶膠。  http://en.wikipedia.org/wiki/File:Aerosol.png