天竺葵

化學實驗室實驗：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子（Synthesis of Silver Nanoparticles using Geranium Leaves）［III］

2011/08/05
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化學實驗室實驗：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子（Synthesis of Silver Nanoparticles using Geranium Leaves）［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

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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，瞭解到雖然金屬銀（如銀鏡反應）具有灰白色的金屬光澤，但是當尺寸縮減至奈米級的尺度時，因表面電漿子共振吸收效應而呈現黃色，使學生對奈米粒子有更深刻的認知。

● 由於當氫氧化鉀與蒸餾水接觸時，會產生微量發煙並且發生放熱的現象，因此教師應該提醒學生在配製洗滌液的過程必須多加小心。

● 由於硝酸銀溶液接觸到皮膚時使皮膚產生黑色污點，需要幾天的時間才會自然脫落，因此教師應該提醒學生在使用時必須格外小心，戴乳膠手套和安全眼鏡。

● 最好選用乾淨的器具進行本實驗，未曾使用過的器具更佳。如果無去離子水和超純水，只使用蒸餾水，那麼本實驗還是可以得到如預期的結果，只是無法持續幾個星期之久。

● 本次實驗的各種溶液濃度之配製和體積的量度不必過於精準也可以合成出黃色的銀奈米溶液。

藥品配製

● 0.001 M AgNO3溶液：取0.017 g的硝酸銀（AgNO3）固體，置入一個乾淨的100 mL的容量瓶（或錐形瓶）中，加入約50 mL的蒸餾水，搖晃促使硝酸銀的顆粒完全溶解後，再稀釋溶液至總體積100 mL。

觀察記錄樣本

1. 觀察並記錄在銀奈米粒子的合成過程中，反應溶液顏色的變化情形。

記錄：原本天竺葵葉子的萃取液呈現淡黃綠色澄清狀，在加入25 mL的0.001 M硝酸銀溶液後呈現透明無色狀。在加熱過程中，約5分鐘後溶液逐漸變成黃色，再過3~4分鐘後變成橘色，接著漸漸變成棕紅色，直到加熱過程結束。銀奈米粒子的合成過程之顏色變化，如圖四的所示。

圖四  合成過程中溶液的顏色變化由開始的無色到最後的紅棕色

2. 觀察並記錄天竺葵葉萃取液及其加入食鹽是否具有膠體溶液的廷得耳效應。

記錄：天竺葵葉萃取液加入食鹽顆粒後，溶液顏色並無任何改變，即使靜置一段時間也是如此。再者，不論是否有加入食鹽，兩隻試管以雷射筆的雷射光束檢驗均有廷得耳效應的現象，如圖五所示。

圖五 加入食鹽後的萃取液（左）和原萃取液（右）都具有廷得耳效應

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化學實驗室實驗：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子（Synthesis of Silver Nanoparticles using Geranium Leaves）［II］

2011/08/05
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化學實驗室實驗：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子（Synthesis of Silver Nanoparticles using Geranium Leaves）［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：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子［I］

學生講義之二（Student Handout II）

實驗步驟

A. 清洗器材

1. 配製洗滌液：取60 g的氫氧化鉀（KOH）溶於60 mL的蒸餾水中，待完全溶解後，置入此溶液到1000 mL的燒杯中，再加入500 mL的藥用酒精（95%乙醇，95% enthanol），然後以玻棒攪拌均勻即可。
註：洗滌液多組共同配製並共用，用後回收作為最後清洗器具之用。氫氧化鉀溶於蒸餾水時會放熱，在配製時須小心。

2. 在通風櫥內或通風良好之處，以洗滌液浸潤錐形瓶、量筒、漏斗、PE滴管、磁攪拌子、和樣品瓶等器材的內壁約1分鐘，再倒回洗滌液於原燒杯中，然後以大量的蒸餾水沖洗乾淨器皿，然後倒置滴乾。
註：最好選用乾淨的或未曾使用過的器材進行本實驗，所有的器材需以洗滌液浸洗，洗滌液必須完全被沖洗乾淨，以免殘餘的洗滌液影響後續的反應。

B. 天竺葵葉萃取液的製備

1. 以一支25 mL量筒量取25 mL的蒸餾水，置入250 mL的燒杯中。放置此燒杯於電磁加熱攪拌器上面並開啟加熱，直至沸騰。此時加入約5 g的乾淨天竺葵葉子，沸騰約1分鐘後，即可關閉加熱並且移走燒杯到實驗桌上。加熱前後的天竺葵葉子，如圖二所示。
註：天竺葵葉子由盆栽取下後不需經任何的切割，先用蒸餾水清洗乾淨後，再以完整的葉片進行加熱萃取。若使用切割過的葉片進行加熱，則萃取液會有懸浮物，且無法經由過濾使萃取液呈澄清狀，而影響後續的合成。

圖二 加熱前天竺葵葉子（左），加熱後的天竺葵葉子（右）

2. 放置摺好的濾紙在一支漏斗的上方，並放置此濾紙在一個125 mL的錐形瓶的開口上，形成簡易的過濾裝置。待步驟B-1的燒杯中溶液冷卻後，即可倒入此溶液到漏斗中，透過濾紙進行過濾，取得天竺葵葉子的萃取液。

圖三 簡易過濾裝置（左），過濾後的萃取液呈淡黃綠澄清溶液（右）

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化學實驗室實驗：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子（Synthesis of Silver Nanoparticles using Geranium Leaves）［I］

2011/08/05
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化學實驗室實驗：利用天竺葵葉合成銀奈米粒子（Synthesis of Silver Nanoparticles using Geranium Leaves）［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

本實驗希望學生利用生活中隨處可見的盆栽植物─天竺葵葉子的萃取物來合成銀奈米粒子。由天竺葵葉子的萃取成分當作還原劑，還原硝酸銀的銀離子成為金屬銀，其成分也當作穩定劑，以製得銀奈米粒子。接著以雷射筆的雷射光束照射合成後的溶液，觀察是否有廷得耳效應（Tyndall effect），以鑑定是否成功地合成銀奈米粒子。圖一為本實驗所使用的天竺葵和一些藥品。

圖一 本實驗所使用的天竺葵和一些藥品 （由左至右：天竺葵、氫氧化鉀、藥用酒精、氯化鈉和硝酸銀）

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