化學示範實驗:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand)﹝I﹞

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化學示範實驗:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand)﹝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

我有一支魔術玻棒,點蠟燭,蠟燭燃,點仙貝,仙貝燒。這是氯酸鉀與蔗糖反應之二,與先前的“「黑色異形」在蔗糖脫水中誕生”的原理相同。首先利用濃硫酸使 蔗糖或澱粉脫水並且放出熱量,引發蔗糖或澱粉與氯酸鉀的激烈反應,然後引燃蠟燭和仙貝。在示範時,學生不知道玻棒沾有濃硫酸,看見起火燃燒而感到非常驚訝。

示範實驗影片

請按此連結:魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝(Candle and Senbei Ignited by Magic Wand),YouTube。


示範步驟

一、示範前準備

1. 準備示範所需要的藥品和器材,如圖一和圖二所示。

圖一 示範所需要的藥品

圖二 示範所需要的器材

圖三 研磨氯酸鉀和蔗糖成細粉狀

3. 分別放置上述兩種藥品於兩張紙張上,以來回交錯方式混合均勻。

4. 熔化一支蠟燭的底部,並且固定在培養皿上。

5. 利用剪刀的尖端(或類似工具)在一支蠟燭的燭蕊旁挖一個直徑約0.5公分,深度約0.5公分的小圓洞,儘量靠近燭蕊,並小心地挖洞勿使蠟燭邊緣碎裂,如圖四所示。

圖四 在蠟燭的燭蕊旁挖一個小圓洞

6. 用刮勺的小端刮取步驟3.的混合物,填入蠟燭的小圓洞中,填滿並壓實,如圖五所示。然後用剛挖掉的蠟燭小碎塊輕輕地蓋上混合物,避免學生看到白色的填充物。稱此蠟燭為「神奇蠟燭」。

圖五 填入混合物於蠟燭的小圓洞中

7. 取一刮勺的氯酸鉀置於研缽中研磨成細粉狀,然後倒在稱量紙上。

8. 放一個仙貝在氯酸鉀的粉末上,以來回輕壓的方式均勻地沾黏粉末,正反兩面都要沾黏,示範的效果較佳,如圖六所示。沾黏的仙貝放在蒸發皿上備用,稱此仙貝為「神奇仙貝」。

圖六 仙貝沾黏氯酸鉀粉末

9. 取一支量筒,示範前事先滴入0.5 mL的濃硫酸,並插入一支長的玻棒,稱此玻棒為「魔術玻棒」,備用。

二、表演魔術玻棒點火

1. 老師先取出「神奇蠟燭」(已固定在培養皿上)在示範桌上,然後拿出「魔術玻棒」,口念咒語,輕點蠟燭,瞬間起火,引燃蠟燭,如圖七和圖八所示。

圖七 「魔術玻棒」輕點蠟燭

圖八 「魔術玻棒」引燃蠟燭

2. 在學生驚呼之後,「魔術玻棒」放回量筒。接著,老師對學生說:「這神奇玻棒不但能點蠟燭,還能點仙貝。

3. 再取出「神奇仙貝」(已放在蒸發皿內)放在示範桌上,用「魔術玻棒」輕觸「神奇仙貝」,立即點燃,如圖九和圖十所示。

圖九 用「魔術玻棒」輕觸「神奇仙貝」

圖十 「神奇仙貝」立即點燃

4. 用「魔術玻棒」點燃蠟燭和仙貝,如圖十一所示。

圖十一 用「魔術玻棒」點燃蠟燭和仙貝

5. 請學生描述本示範實驗所發生的變化現象,並且思考變化現象背後的化學原理和概念。

6. 在思考一段時間後,老師先告訴學生剛剛使用的「魔術玻棒」沾什麼化學藥品?「神奇蠟燭」和「神奇仙貝」事先用什麼化學藥品處理?然後老師引導學生討論變化現象背後的原理和概念。

藥品與器材

1. 蔗糖(Sucrose, C12H22O11)  2小刮勺
2. 氯酸鉀(Potassium chlorate, KClO3)  1刮勺 + 1小刮勺
3. 濃硫酸(Conc. sulfuric acid, 18 M H2SO4)  0.5 mL
4. 玻璃棒  1支
5. 量筒  1個
6. 研缽及杵  各2套
7. 蒸發皿  1個
8. 培養皿或盤子  1個
9. 粗蠟燭  1個
10. 仙貝(米果)  1個
11.小剪刀  1支

請按此連結,參閱「魔術玻棒點燃蠟燭和仙貝﹝II﹞」

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