3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Disappearing Beautiful Rainbow）〔I〕

3D有趣實驗：美麗彩虹的消失（Chemical Whoosh Bottles）〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生許紘齊 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

酸鹼指示劑在化學實驗中常用在檢驗溶液的酸鹼性，藉由指示劑呈現不同的顏色來判定溶液的酸性、中性或鹼性。本實驗是利用三種指示劑在鹼性的溶液中呈現六種不同顏色的「美麗彩虹」，然後加入乾冰使「彩虹」逐漸消失，顏色變化非常明顯，視覺效果令人驚艷。

實驗影片

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藥品與器材

1. 酚酞（Phenolphthalein, 318.323g/mol）  少許
2. 間硝基苯酚（m-Nitrophenol, 139.11g/mol）  少許
3. 百里酚酞（Thymolphthalein, 430.54g/mol）  少許
4. 藥用酒精（含95%乙醇，95% Ethanol, 46.07g/mol）  300 mL
5. 小塑膠瓶（200 mL plastic bottle）  3個
6. 氫氧化鈉（Sodium hydroxide, 39.99g/mol）  2 g
7. 量筒（Graduate cylinder, 500 mL或1000 mL, 容量大小一致）  6個
8. 錐形瓶（Erlenmeyer flask, 1000 mL）  1個
9. 小塊狀乾冰（Small lump of dry Ice）  若干

實驗步驟

1. 事先配製：各取1 g的酚酞（Phenolphthalein）、間硝基苯酚（m-Nitrophenol）、百里酚酞（Thymolphthalein），分別放入3個小塑膠瓶中，分別加入100 mL的藥用酒精，搖晃促進溶解，配製成三種酸鹼指示劑。
2. 事先配製：取1 g的氫氧化鈉，放入1000 mL的錐形瓶，加入1 L的蒸餾水中，搖晃促進溶解，配製成濃度為0.025 M的氫氧化鈉溶液。若不足使用，則需再次配製。
3. 準備上述藥品與器材，如圖一所示。
   

   圖一 實驗用器材

4. 在第一個量筒中，滴入2 mL的酚酞指示劑，然後加入氫氧化鈉溶液到八分滿，此時溶液呈現紅色。
5. 在第二個量筒中，滴入4滴的酚酞指示劑和2 mL的間硝基苯酚指示劑，然後加入氫氧化鈉溶液到八分滿，此時溶液呈現橙色。
6. 在第三個量筒中，滴入2 mL的間硝基苯酚指示劑，然後加入氫氧化鈉溶液到八分滿，此時溶液呈現黃色。
7. 在第四個量筒中，滴入2滴的百里酚酞指示劑和2 mL的間硝基苯酚指示劑，然後加入氫氧化鈉溶液到八分滿，此時溶液呈現綠色。
8. 在第五個量筒中，滴入2滴的百里酚酞指示劑，然後加入氫氧化鈉溶液到八分滿，此時溶液呈現藍色。
9. 在第六個量筒中，滴入3滴的百里酚酞指示劑和2 mL的酚酞指示劑，然後加入氫氧化鈉溶液到八分滿，此時溶液呈現紫色。
10. 完成上述步驟4~9，六支量筒分別呈現紅、橙、黃、綠、藍和紫的顏色，如圖二所示。
    

    圖二 六支量筒分別呈現紅、橙、黃、綠、藍和紫的顏色

11. 然後，在各量筒中分別放入2-3塊的小塊乾冰，如圖三所示。
    

    圖三 在各量筒中分別放入乾冰

12. 放入乾冰後，「彩虹」會在煙霧中逐漸消失，如圖四所示。
    

    圖四 「彩虹」在煙霧中逐漸消失

13. 最後，「彩虹」完全消失了，如圖五所示。
    

    圖五 「彩虹」完全消失了

請按此連結，參閱「3D有趣實驗：美麗彩虹的消失〔II〕」