科學實驗

化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計(Making Simple Spectrophotometer using LEGO)〔III〕

化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計(Making Simple Spectrophotometer using LEGO)〔III〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 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「化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計〔II〕

利用簡易光電比色計測定未知濃度的溶液

A. 實驗原理

  • 光電比色計的比色原理是根據比爾–朗伯定律(Beer–Lambert law),比爾–朗伯定律:當一束平行的單色光通過均勻且無散射現象的溶液時,其光線的吸收度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比。比爾定律不僅適用於有色溶液,也適用於無色溶液。比爾–朗伯定律運用於比色計的示意圖,如圖二十所示:

    圖二十 比爾–朗伯定律的吸收光束示意圖 (圖片來源:Beer–Lambert law, Wikipedia.)

化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計(Making Simple Spectrophotometer using LEGO)〔II〕

化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計(Making Simple Spectrophotometer using LEGO)〔II〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 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「化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計〔I〕

製作簡易光電比色計

B. 利用樂高積木製作比色槽

  1. 取4個樂高積木(LEGO brick)及1片樂高板(LEGO plate),樣式如圖四之左所示,組裝比色槽的底座,組裝如圖四之右所示。

    圖四 組裝比色槽的底座 

化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計(Making Simple Spectrophotometer using LEGO)〔I〕

化學教室活動:利用樂高製作簡易光電比色計(Making Simple Spectrophotometer using LEGO)〔I〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏退休教師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

實驗簡介

本實驗的目的是讓學生利用LEGO NXT 9797(樂高套件主機)、LEGO 9844 light sensor(樂高光感測器)及LEGO Building Block(樂高積木),自製簡易光電比色計,如圖一所示,其中感測器被放置在以樂高積木組裝的比色槽中。透過配製五個已知濃度的標準溶液,以及MS-Excel軟體製作出檢量線,來測定有色溶液的未知濃度。透過此次實驗的實作,讓學生學習光電比色計所涉及的光電原理及探討LEGO NXT在化學實驗之應用。

圖一 利用樂高的積木和主機自製簡易光電比色計

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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3D有趣實驗:化學咻聲瓶(Chemical Whoosh Bottles)〔I〕

3D有趣實驗:化學咻聲瓶(Chemical Whoosh Bottles)〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生王楨 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

乙醇(俗稱酒精)可當作燃料和消毒劑,它很容易與氧氣發生劇烈的燃燒反應。若在一個塑膠瓶裡且只有一個小孔洞,填滿酒精於瓶中,搖晃使之產生氣體並點燃,酒精氣體會瞬間燃燒並發出絢麗的火焰以及發出“咻”的有趣聲響,具戲劇性現象且效果驚人,能加深學生的印象及提高學習的興趣。

實驗影片

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3D有趣實驗:漂亮的綠色螢光(Beautiful Green Fluorescence)〔I〕

3D有趣實驗:漂亮的綠色螢光(Beautiful Green Fluorescence)〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生李錡峰 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

在讀書時螢光筆是你畫重點不可或缺的好夥伴,在日光燈或太陽的光線照射下,一眼就可以看出重點在哪裡,你曾想過螢光筆的墨水有何成分嗎?你曾想用螢光筆畫過重點之處為何在暗處不會發光嗎?本實驗將藉由簡單的方式,在實驗室合成出一種顏色亮眼的綠色螢光染料-螢光素(Fluorescein),它在紫外線照射下,發出綠色螢光。螢光素在多種應用(如螢光抗體技術)中被廣泛用作為螢光示蹤物。

實驗影片

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3D有趣實驗:鎂粉的爆炸(Magnesium Powder Explosions)〔I〕

3D有趣實驗:鎂粉的爆炸(Magnesium Powder Explosions)〔I〕
國立彰化師範大學化學系學生李錡峰 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

前言

在節慶中常見的煙火和仙女棒,鎂粉扮演不可或缺點的角色,鎂粉燃燒產生強烈的白光。當鎂粉與硫酸銅等物質混合,利用點燃的線香接觸下,產生非常劇烈反應的爆炸。本實驗係利用化學實驗室常見的無水硫酸銅、鎂粉與氯酸鉀來製備具爆炸性的粉末,其爆炸效果驚人。

實驗影片

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化學教室活動:利用化學平板探索電解

化學教室活動:利用化學平板探索電解 (Exploring Electrolysis using ChemPad)
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

實驗介紹

化學教室活動:利用化學平板探索電解〔I〕

 

在此教室活動中,你將使用事先製作完成的化學平板(ChemPad),進行有趣的電解實驗。利用化學平板,及不同材質的電解筆,於水彩紙(或不織布)上,噴上電解液和酸鹼指示劑,即可在課堂上進行一系列的氧化還原反應、酸鹼中和及錯合反應等典型的化學實驗。化學平板可多次重複使用、藥品減量達95%以上,符合綠色環保的原則。

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