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Slide 1:趣味實驗微型電解實驗及氫氣泡
Slide 2:前 言 電解實驗是無論國中或高中最常做的化學實驗,電解實驗最麻煩的事情便是儀器的準備,玻璃器材的攜帶及組裝是老師的困擾。故致力於微型化學的發展,以下為微型化學實驗在教學上的特點:
(1)大幅度節省耗用藥品,耗用量僅為傳統式的十分 之一至百分之一,甚至可以少到千分之一。
(2)污染低、實驗室安全、衛生及環境明顯改善。
(3)取材、組裝、實驗操作等均很容易且安全性高,
可提供師生合作自製實驗教具的機會與能力。
Slide 3:前 言 (4)縮短實驗時間,可增加實驗項目及師生互相討論
與發表實驗結果的機會。
(5)體積小、價廉、學生可各自擁有一套器具,自己
動手組合與操作,實驗過程極富趣味性,能引起
學生做實驗的興趣,激勵學生創造思考的能力。
(6)可在實驗室、教室、家裡或戶外等任何場所進行
實驗。再配合點火槍的改造便可製造有趣的遊戲
讓學生比賽。
Slide 4:實驗目的 1、了解電解的原理及儀器的組裝
2、了解微型化學的好處及應用
Slide 5:實驗原理 電解是利用電能轉變為化學能的氧化還原反應,是一非自發性的化學反應,一般的電解槽常使用U形管與碳棒,而此微型化學實驗儀器之優點:
(1)器材簡單,組合、拆解及修理容易,操作方便及
安全。
(2)可分段供給不同反應物使其反應發生。
(3)體積小、裝置方便、可隨身攜帶。
(4)節省時間,耗藥少,節省經費開支,降低污染。
Slide 6:實驗原理 電解水的原理是基於當一電解質溶液中通入電流,則溶液中之陽離子會向陰極(負極)移動,而陰離子會向陽極(正極)移動。由於帶電荷之離子的移動而使其電荷能橫越陰陽兩極並溝通電流,此乃電解質溶液之所以會導電的原因。同時,由於帶負電荷之陰離子在陽極處放出電子,而帶正電荷的陽離子在陰極處接受電子,而引起化學反應,此一現象即為眾所皆知的電解(electrolysis)。
Slide 7:實驗原理 在中性溶液中之電解半反應與全反應:
Slide 8:實驗儀器及藥品 1、注射針筒(6ml) 1支
2、注射針 2支
3、鱷魚夾 2條
4、9V 電池 1組
5、點火槍 1支
6、螺絲起子 1支
7、絕緣膠帶 1捲
8、塑膠滴管(的頭) 2個(1組)
9、電解質溶液 20ml
Slide 9:實驗步驟 1、裝置:
Slide 10:實驗步驟 2、點火槍的製作:
(1)取一支市售附有安全開關的瓦斯電子點火槍如上圖,將其零件加以分解後,隨即將其中之 瓦斯全部放掉,然後將其兩條導線延長至原來的出火口外約4-5cm長。
(2)將延長出來之導線的末端的塑膠皮剝開約0.5cm長,並將其末端加以磨尖,使兩條導線末端間的距離約為1mm,使其更易於尖端放電,再套上一小段(3-4cm)的透明塑膠軟管,並使其微微彎曲,在其前後用熱熔膠固定之,以作為點火槍的發射架。
Slide 11:實驗步驟 3、將電解液裝入針筒中、並將電源用鱷魚夾與針頭相接,使其通電。並將塑膠滴管的頭裝滿水, 使用排水集氣法收集電解出來的氫氣及氧氣。
4、將已收集完的頭塞入點火槍的發射架,便可發射。
Slide 12:備註 (1)注意不要讓點火槍的頭濕掉,可能會讓點火槍
沒辦法發出火花。
(2)收集出的氣體最好馬上使用,如無法時則要使
開口朝下,因混合氣體比空氣輕。
(3)點火槍在射擊的時候會有火花,請勿朝人。
Slide 13:實驗照片 電解槽(針筒、布丁盒蓋及塑膠滴管的頭)
Slide 14:實驗照片 氫 槍
Slide 15:實驗照片 射擊(將收集滿的氣體裝入點火槍的頭)
Slide 16:~靈感~
綻放一瞬間的火花
本實驗由陳淑媛老師提供