示範實驗

化學示範實驗：自製焰色試驗棒演示焰色試驗（Homemade Flame Test Stick for Flame Test）〔I〕
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

前言

小朋友玩的仙女棒，慶典晚會的煙火，各種火焰顏色應有盡有，這些焰色是怎麼產生的呢？本示範實驗採用兩種焰色試驗，其一為使用自製的焰色試驗棒和本生燈來 試驗鹽類固體，其二為使用卡式瓦斯噴燈和噴霧瓶來試驗鹽類水溶液。自製的焰色試驗棒取自於報廢的開飲機之加熱片並製作而得的，而且焰色試驗的效果很好，值 得教師參考。

示範步驟

A. 示範前準備

A1. 自製焰色試驗棒

1. 從報廢的開飲機、電熱水瓶或電鍋取出加熱片，如圖一所示。

圖一 開飲機的加熱片

2. 用尖嘴鉗拆解加熱片，即可見到加熱片中的鎳鉻絲，這種鎳鉻絲的寬度約1 mm，如圖二所示。

圖二 拆解後的加熱片

化學示範實驗：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube）〔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「酸鹼彩虹玻璃管［I］」

原理和概念

● 傳統的廣用指示劑是由水、甲醇、正丙醇、酚酞（phenolphthalein）、溴瑞香草藍（bromothymol blue）、甲基紅（methyl red）、瑞香草藍（thymol blue）混合而成，廣用指示劑的成分與酸鹼顏色變化，如圖七所示。典型的廣用指示劑在不同的pH值之顏色變化，如圖八所示。

圖七 廣用指示劑的成分與酸鹼變色。 圖片來源：陳少軍製作

圖八 廣用指示劑於不同pH溶液下的顏色。 圖片來源：http://homepages.ius.edu/dspurloc/c121/repelem.htm

化學示範實驗：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube）〔I〕
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

前言

一支裝有綠色溶液的玻璃管，在其一端滴入酸液、另一端滴入鹼液，然後翻轉數次，整支玻璃管就能呈現出完整的七彩顏色，猶如空中的彩虹。

示範實驗影片

請按此連結：酸鹼彩虹玻璃管（Acid-Base Rainbow Tube），YouTube。

化學示範實驗：紙鈔含鐵嗎？（Is There Iron in Paper Dollar Bills?）﹝II﹞
國立彰化師範大學化學系學生鄭舜竹 / 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「紙鈔含鐵嗎？﹝I﹞」

原理和概念

● 混合物是由二種或二種以上的物質所組成，在混合物中每一個純物質都有本身的物理和化學性質。由於這些性質的存在，因此使我們可以從混合物分離出物質。有些國家的紙鈔含鐵粉，因此紙鈔是混合物。

● 均質混合物（Homogeneous mixture）是每一個組成物質有相同的貢獻度的混合物；異質混合物（Heterogeneous mixture）是每一個組成物質有不同的貢獻度的混合物。鐵粉以細粉狀分散在紙鈔的兩端，因此紙鈔是異質混合物。

● 通常分析一個樣品會不可逆地改變這個樣品，本示範實驗也是如此。

● 會被磁鐵吸引是因為物體具有順磁性，順磁性是指一種物質的磁性狀態。有些物體可以受到外部磁場的影響，產生指同相向的磁化向量的特性，這樣的物質具有正的磁化率。與順磁性相反的現象被稱為抗磁性。

● 判斷一個物質是否可以被磁鐵吸引，就要看它是否有順磁性（paramagnetism）。簡單地說，我們把原子外圍的電子之量子數分成四種，分別是主量子 數、角量子數、磁量子數以及旋量子數。順磁性主要依據旋量子數，每一個軌域都可以填兩個旋量子數不同的電子（+1/2和-1/2），以鐵為例，鐵的電子組 態如圖十四所示：

圖十四 鐵的電子組態

化學示範實驗：紙鈔含鐵嗎？（Is There Iron in Paper Dollar Bills?）﹝I﹞
國立彰化師範大學化學系學生鄭舜竹 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

大家都玩過磁鐵吸引鐵製物品，也試過很多物品看看是否可以被吸引。確實地，生活週遭有很多物品可以被磁鐵吸引，例如迴紋針、鐵釘、刺繡針…等，你（妳）試過有些紙鈔的邊緣也可以被強力磁鐵吸引嗎？可以用化學方法檢驗紙鈔含鐵嗎？

示範實驗影片

請按此連結：紙鈔含鐵嗎？（Is There Iron in Paper Dollar Bills?）﹝I﹞和〔II〕，YouTube。

化學示範實驗：吹不熄蠟燭的製作（How to Make Magic Relighting Candles）［II］
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 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「吹不熄蠟燭的製作［I］」

原理和概念

● 蠟燭燃燒與熄滅：火柴燃燒的熱，熔化少量的固體蠟而形成液體的蠟油，然後藉由毛細作用，沿著棉芯上升。接著蠟油氣化，蠟蒸氣與上方的氧氣發生燃燒反應，產 生火燄。當對蠟燭大力地吹氣時，由於溫度瞬間降低（溫度是燃燒的三要素之一），並且吹散可燃物（蠟蒸氣），因此蠟燭的火焰熄滅了。

● 「吹不熄的蠟燭」復燃的原理：當此蠟燭燃燒時，蠟蒸氣與氧氣發生燃燒反應，而且鎂金屬與氧氣亦發生氧化還原反應，此二反應都是大量放熱反應。當吹熄蠟燭時，雖然蠟燭熄滅了，但是燭芯上的鎂粉仍處於高溫的狀態，造成鎂金屬發生氧化反應而放出熱與光（有火花出現），此熱足以使固體蠟燭熔化和氣化，並且提供蠟燭燃燒的活化能，接著蠟燭再度復燃。

● 蠟燭由石蠟（paraffin wax）製造而成，石蠟是指烷烴（alkanes）的混合物，其通式為C_nH_2n+2，20 ≤ n ≤ 40。石蠟為白色、無臭、無味、蠟狀固體，具有典型的熔點約47-64℃。石蠟完全燃燒的反應如反應式[1]、[2]和[3]所示：

2C₂₀H₄₂ + 61O₂ → 40CO₂ + 42H₂O + heat    [1]

C₂₅H₅₂ + 38O₂ → 25CO₂ + 26H₂O + heat    [2]

2C₃₆H₇₄ + 109O₂ → 72CO₂ + 74H₂O + heat    [3]

化學示範實驗：吹不熄蠟燭的製作（How to Make Magic Relighting Candles）［I］
國立大甲高級中學化學科廖旭茂老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

最近利用化學原理製 作的整人道具越來越流行，比如「吹不熄的蠟燭」這項道具，就常出現在歡樂的生日場合中，在youtube也上傳了非常多類似的影片。其實它的原理與製作過 程都很簡單，老師們只要對蠟燭的燭芯稍作改造，再帶到課堂上演示，學生肯定驚喜連連，大受歡迎。那「吹不熄的蠟燭」要如何製作呢？可能遭遇的困難是什麼？ 要如何克服困難呢？在本示範實驗裡，提出個人的看法，希望對有興趣的老師有所幫助。

示範實驗影片

請按此連結：吹不熄蠟燭的製作（How to Make Magic Relighting Candles），YouTube。