活性係數(Activity Coefficient)
活性係數(Activity Coefficient)
國立台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
活性係數(Activity Coefficient)的產生,是由於溶液濃度在離子強度(ionic strength)較高、或者是溫度較高時,由於離子氛(ionic atmosphere)的因素,使其與理想狀況下計算的溶液濃度之間產生一定的誤差,活性系數即反映出真實濃度與理想濃度之間的比值。
活性係數(Activity Coefficient)
國立台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
活性係數(Activity Coefficient)的產生,是由於溶液濃度在離子強度(ionic strength)較高、或者是溫度較高時,由於離子氛(ionic atmosphere)的因素,使其與理想狀況下計算的溶液濃度之間產生一定的誤差,活性系數即反映出真實濃度與理想濃度之間的比值。
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
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
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。
圖片來源:Cellulose, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose
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。
化學傳記:1960年諾貝爾化學獎得主-威拉得.利比(Willard Libby)
國立師範大學化學系陳奕竹研究生/國立師範大學化學系教授葉名倉責任編輯
威拉得•法蘭克•利比(Willard Frank Libby,1908年12月17日-1980年9月8日)是一位美國物理化學家,他最有名的成就是在1949年發展出了放射性碳定年法(radiocarbon dating),這對考古學而言是一項重大的革命。
利比出生在科羅拉多州偉谷。他分別在1931年和1933年於加州大學伯克利分校獲得化學碩士學位和化學博士學位,並在該校擔任一名講師,後來成為了助理教授。1930年,利比建造了靈敏的蓋式計數器(geiger counters)測量微弱的自然放射性和人工放射性。在1941年,他加入了化學年會(Alpha Chi Sigma (ΑΧΣ))的伯克利分會在得到古根海姆獎學金(Guggenheim Fellowshi)後,1941年時他大部分的時間都在普林斯頓大學做研究。
化學傳記:1951年諾貝爾化學獎得主-Glenn Theodore Seaborg(二)
國立師範大學化學系陳奕竹研究生/國立師範大學化學系教授葉名倉責任編輯
格倫•西奧多•西博格(Glenn Theodore Seaborg)
生平
西博格出生於密西根州,具有瑞典血統,是赫爾曼西奧多(泰德)(Herman Theodore (Ted))和塞爾瑪奧利維亞埃里克森西博格(Selma Olivia Erickson Seaborg)的兒子,他有一個姊姊,名為琴娜德(Jeanette)。
當西博格還是小孩時,他的家庭就搬到了西博格的家鄉”Home Gardens”,其後這裡便屬於加州南區,洛杉磯城的市郊。
化學傳記:1951年諾貝爾化學獎得主-Glenn Theodore Seaborg(一)
國立師範大學化學系陳奕竹研究生/國立師範大學化學系教授葉名倉責任編

格倫•西奧多•西博格(Glenn Theodore Seaborg)
格倫•西奧多•西博格 (瑞典語:Glenn Teodor Sjöberg,英語:Glenn Theodore Seaborg,1912年4月19日-1999年2月25日)是一位在1951年因發現”超鈾元素(transuranium elements)”而獲得諾貝爾獎的美國核化學家,他已發現並分離了十種元素。
他同時也發展出錒族元素的觀念,使得放射性元素在元素周期表中能有正確的排列。在加州大學柏克萊分校裡,他花了大部分的職業生涯卻做為一個教育家與研究學家,並且成為了該校史上第二個校長,不過他仍以大學教授的職業為主。
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
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。