化學教室活動：神奇的超吸水聚合物 – II

化學教室活動：神奇的超吸水聚合物 (Magic Super Absorbent Polymers)〔II〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 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「學生手冊」

教師手冊之一 (Teacher’s Guide I )

化學示範

在學生進行實驗之前，老師示範「水到哪去了」的主要目的是，藉由觀察類似魔術般驚奇有趣的事件，引起學生對於吸水聚合物更進一步有興趣的探討。

A. 器材和溶液

1. 透明塑膠杯  3個
2. 紙杯  3個
3. 聚丙烯酸鈉（Sodium polyacrylate）  少許
4. 1 M鹽酸（1 M Hydrochloric acid）  少許
5. 1 M氫氧化鈉（1 M Sodium hydroxide）  少許
6. 酚酞指示劑（Phenolphthalein indicator）  少許
7. 溴瑞香草藍指示劑（Bromothymol blue indicator）  少許
8. PE滴管  4支
9. 刮勺  1支

B. 事前準備

1. 在示範前，事先準備三個透明塑膠杯及三個紙杯。
2. 在第一個透明塑膠杯中，滴入2滴的酚酞指示劑。
3. 在第二個透明塑膠杯中，滴入2滴的1 M氫氧化鈉。
4. 在第三個透明塑膠杯中，滴入4滴的1 M稀鹽酸。
5. 在第一個紙杯中，滴入2滴的溴瑞香草藍指示劑指示劑。
6. 在第二個紙杯中，滴入6滴的1 M氫氧化鈉。
7. 在第三個紙杯子中，放入一小刮勺的超吸水高分子聚丙烯酸鈉及8滴1 M鹽酸。
8. 三個透明塑膠杯、紙杯疊在一起，第一個紙杯在最上面，第二個紙杯在中間，第三個紙杯放在最底下，及一個裝有10 mL水的量筒
9. 在示範前，事先準備的器材和藥品，如圖一所示。

圖一 事先準備三個透明塑膠杯及三個紙杯內的少許藥品

C. 示範步驟

1. 在上課時，六個杯子以一字排開，擺放三個紙杯在桌上，其中置有聚丙烯酸鈉的第三個杯子放在最右邊，然後依次為第二個紙杯、第一個紙杯、第三個透明塑膠杯、第二個透明塑膠杯、第一個透明塑膠杯放在最左邊。如圖二所示。

圖二 在上課時六個杯子以一字排開

2. 透明塑膠杯的倒水動作：先倒約10 mL的蒸餾水到第一個透明塑膠杯中，觀察顏色，如圖三的左圖所示。

3. 再倒第一個透明塑膠杯中的水到第二個透明塑膠杯中，觀察顏色，如圖三的中圖所示。

4. 然後倒第二個透明塑膠杯中的水到第三個透明塑膠杯中，觀察顏色，如圖三的右圖所示。

圖三 三個透明塑膠杯依序倒入的水

5. 紙杯的倒水動作：先倒第三個透明塑膠杯中的水到第一個紙杯中，如圖四的左圖所示。

6. 再倒第一個紙杯中的水到第二個紙杯中，觀察由第一個紙杯倒出的水的顏色，如圖四的中圖所示。

7. 然後倒將第二個紙杯中的水到第三個紙杯中，觀察由第二個紙杯倒出的水的顏色，如圖四的右圖所示。

圖四 三個紙杯依序倒入的水

8. 最後反倒第三個紙杯，如圖五所示。問學生水到哪去？水怎麼不見了？

圖五 最後反倒第三個紙杯，水怎麼不見了？

9. 接著，老師與學生互動討論，然後呈現三個紙杯的結果，如圖六所示。

圖六 呈現三個紙杯的結果

教學提示

● 上課時間：教師化學示範：約10分鐘，教師實驗解說：約10分鐘，學生實驗操作和記錄：約60分鐘。實驗結果討論並分組報告：約20分鐘。

● 最近市售的攜帶型的珠寶秤、鑽石秤和微量秤等天平已有很好的品質，可以適用於化學實驗，而且售價便宜，最大秤重100 g且精準度0.01g的每台約300-400元，這類型的電子秤如圖七所示。由於本次實驗因秤重物品不重且不需非常精密秤重，因此本實驗採用攜帶型電子秤在一般教室進行實驗，本實驗也可以設計在家裡進行。

圖七 市售的攜帶型電子秤。圖片來源：台灣的拍賣網站上

● 若本實驗使用實驗室的電子天平，因搬動不易，則在化學實驗進行實驗。

● 玩具恐龍實驗可由學生配好糖水、食鹽水、純水帶至教室，利用下課時間紀錄恐龍生長速率。

● 市售的「青蛙變王子」或「醜小鴨變天鵝」亦是有趣玩具，可吸引學生的學習興趣，圖八為注入水於市售「青蛙變王子」杯中後兩三日後青蛙會變成王子。

圖八 市售「青蛙變王子」的變化過程（圖片來源：http://geminichen.pixnet.net/blog/post/20767452）

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