化學

化學實驗室實驗：簡易的滴定終點判定－兩點電位法（Two-point Potentiometric Titration）〔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

連結：簡易的滴定終點判定－兩點電位法（Two-point Potentiometric Titration）〔I〕

學生講義之二（Student Handout II）

藥品和器材

1. 自製小型電磁攪拌器  1套/組
2. 簡易型酸鹼度計（如泰菱電子儀器，型號pH-704）  1支/組
3. 標準緩衝溶液（pH 7和pH 4）  1瓶/組
4. 蒸餾水（裝在洗瓶內）  1瓶/組
5. 濾紙（或無毛屑面紙1包）  1盒/班
6. NaOH標準溶液（0.1 M已標定）  30~50 mL/組
7. 量筒（瘦長型，容量10.00 mL，精確度0.01 mL）  2個/組
8. 容量瓶（100 mL）  1個/組
9. 塑膠容器（小型）  1個/組
10. 燒杯（100 mL）  2個/組
11. 食用醋  5 mL/組
12. PE滴管  2支/組

實驗步驟

A.簡易型酸鹼度計的校正

本次實驗採用泰菱電子儀器型號pH-704的簡易型酸鹼度計，其校正步驟如下所示。一般而言，酸鹼度計的校正步驟：(1)先用pH 7.00標準緩衝溶液，(2)再用pH 4.00或pH 10.00標準緩衝溶液。

1. 開啟電源並打開電極保護蓋，以蒸餾水清洗電極並用濾紙或面紙吸乾。

2. 置入電極於pH 7.00標準緩衝溶液中，搖晃後讓顯示值穩定，再用小螺絲起子在酸鹼度計的背面調整顯示值為7.00，如圖八的左圖所示。

圖八 校正酸鹼度計的操作

化學實驗室實驗：簡易的滴定終點判定－兩點電位法（Two-point Potentiometric Titration）〔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

本實驗採用簡易型酸鹼度計、PE滴管、10.00 mL的量筒、已標定的NaOH標準溶液及自製小型電磁攪拌器（圖一的左圖和右圖），作為酸鹼滴定的裝置。並且透過兩點電位法酸鹼滴定，來測定食用醋中醋酸的濃度。

圖一 簡易型酸鹼度計、PE滴管、量筒及自製小型電磁攪拌器

化學實驗室實驗：透明肥皂的製作（Making Transparent Soap）〔III〕
國立彰化高級中學化學科林芬如老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：透明肥皂的製作（Making Transparent Soap）〔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，學生實驗操作和記錄：約80分鐘。實驗結果和記錄：約10分鐘。問題討論或家庭作業：約30分鐘。由於本實驗有迴流加熱時間長達約60分鐘，教師可以調動實驗解說的時間在此段時間進行，以節省上課時間。

● 製作透明肥皂的代表油脂是棕櫚油與蓖麻油。蓖麻油能帶出香皂的透明感，而棕櫚油則能使香皂堅硬。製作透明皂基時不能有殘留的油脂，亦即不能減少鹼液。

● 為了製造透明度更佳的肥皂，蔗糖的選用方面，冰糖會比砂糖好，因為冰糖為無色的，砂糖有顏色。

● 製作完成的透明肥皂在放置兩個星期之後，會有縮水的現象，因為水及酒精蒸發了。透明肥皂的缺點是含有酒精，洗完後皮膚容易緊崩，感覺有點乾澀。透明肥皂遇到水馬上容易溶化，一下子就用完了。

● 若從模子拿出透明肥皂後會黏黏的或者是不夠透明，那麼可以把肥皂削成一小塊裝入大的玻璃容器裡，用電磁加熱攪拌器（或微波爐）加熱幾分鐘直到所有肥皂碎塊融化。如果有少許的肥皂碎塊留在混合液中，用玻棒（或湯匙）攪拌促使融化。也加入少許的酒精並攪拌促使融化。

● 手工香皂做完後成強鹼性請勿使用，待五週後pH值會降至約9，放置時間越久，pH值會慢慢降至8左右。pH 8為弱鹼性，可安心使用，一般市售香皂大多為弱鹼性。

藥品配製

● 本實驗不需要事先配製藥品，若想節省學生操作時間，則可以事先配製氫氧化鈉水溶液和蔗糖水溶液。
● 氫氧化鈉水溶液：先稱取11.34 g的氫氧化鈉和23.4 g的蒸餾水。再緩慢地加入氫氧化鈉固體到蒸餾水中，用玻棒攪拌至溶解。（每組用量）
● 蔗糖水溶液：稱取13.9 g的冰糖和12.05 g的蒸餾水，置入一個燒杯中，用玻棒攪拌直到完全溶解。（每組用量）

實驗紀錄樣本

● 在自然風乾之後，從模型中取出透明肥皂成品，然後拍照並貼於此處。

化學實驗室實驗：透明肥皂的製作（Making Transparent Soap）〔II〕
國立彰化高級中學化學科林芬如老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

連結：透明肥皂的製作（Making Transparent Soap）〔I〕

學生講義之二（Student Handout II）

實驗步驟

1. 在250 mL的錐形瓶中，分別加入四種油脂：15.0 g的蓖麻油（Castor oil）、22.5 g 的椰子油（Coconut oil）、7.5 g 的橄欖油（Olive oil）和30.0 g的棕櫚油（Palm oil）。註：若油脂成固體狀，可放在熱水浴中溫熱而溶解。

2. 秤重31.8 g的藥用酒精，倒入上述的錐形瓶中。搖晃錐形瓶，促使油脂與酒精混合均勻。註：必要時，放在一台電磁加熱攪拌器上緩和加熱。

3. 配製氫氧化鈉溶液：先稱取11.34 g的氫氧化鈉和23.4 g的蒸餾水。再緩慢地加入氫氧化鈉固體到蒸餾水中，用玻棒攪拌至溶解。注意：溶解氫氧化鈉時，會釋放大量的熱。而且它也是強鹼，避免濺到皮膚。

4. 慢慢地倒入氫氧化鈉溶液到上述錐形瓶的混合液中，如圖三所示。

圖三 倒入氫氧化鈉溶液到混合液中

化學實驗室實驗：透明肥皂的製作（Making Transparent Soap）〔I〕
國立彰化高級中學化學科林芬如老師/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

動物脂肪和植物油主要成份是由長鏈脂肪酸（fatty acids）和甘油所反應而成的酯類。這些三酸甘油酯（triglyceride or triacylglycerol）經過水解反應會產生甘油和脂肪酸鹽。因為脂肪酸鈉鹽是離子化合物， 如果濃度很低時，它是溶在水中的（實際上可溶，因為他們可形成微胞的形式溶在水中），但是如果高濃度的脂肪酸鈉鹽，它會聚集在一起而凝集形成了肥皂。基本 上，酯類的水解反應被稱為皂化（saponification），其反應式如圖一所示，其中R為長鏈的飽和或不飽和的烴基。

圖一 酯類水解反應的反應式 (圖片來源：Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Saponification)

化學示範實驗：魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝（Candle and Senbei Ignited by Magic Wand）﹝II﹞
國立玉里高級中學化學科黃有道老師 / 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「魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝﹝I﹞」

原理和概念

● 濃硫酸為常見的化學試劑，具有極強的腐蝕性，因此在使用時應該非常小心。濃硫酸亦有很強的脫水性，能使碳水化合物脫水以及留下黑色的碳，利用濃硫酸使蔗糖的脫水反應為放熱反應，如反應式[1]所示：

C₁₂H₂₂O₁₁(s) → 12C(s) + 11H₂O(g) + 429 kJ    [1]

在本示範實驗中，當濃硫酸滴到蔗糖中，蔗糖立即進行脫水反應並且放出大量的熱（429 kJ/mol sucrose）。