化學示範實驗：自製焰色試驗棒演示焰色試驗（Homemade Flame Test Stick for Flame Test）〔I〕

化學示範實驗：自製焰色試驗棒演示焰色試驗（Homemade Flame Test Stick for Flame Test）〔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

小朋友玩的仙女棒，慶典晚會的煙火，各種火焰顏色應有盡有，這些焰色是怎麼產生的呢？本示範實驗採用兩種焰色試驗，其一為使用自製的焰色試驗棒和本生燈來 試驗鹽類固體，其二為使用卡式瓦斯噴燈和噴霧瓶來試驗鹽類水溶液。自製的焰色試驗棒取自於報廢的開飲機之加熱片並製作而得的，而且焰色試驗的效果很好，值 得教師參考。

示範步驟

A. 示範前準備

A1. 自製焰色試驗棒

1. 從報廢的開飲機、電熱水瓶或電鍋取出加熱片，如圖一所示。

圖一 開飲機的加熱片

2. 用尖嘴鉗拆解加熱片，即可見到加熱片中的鎳鉻絲，這種鎳鉻絲的寬度約1 mm，如圖二所示。

圖二 拆解後的加熱片

3. 拆下加熱片的鎳鉻絲，並剪下連接電源端的直條鎳鉻絲，如圖三所示。

圖三 加熱片的鎳鉻絲（上）和連接電源端的直條鎳鉻絲（下）

4. 用尖嘴鉗剪斷加熱片的鎳鉻絲成為每段長度20-25 cm，在末端處捲成小圓圈，另一端用銅線綁住衛生筷，便完成一支自製焰色試驗棒，如圖四所示。

圖四 以廢棄的鎳鉻絲自製焰色試驗棒

A2. 準備金屬鹽類及配製水溶液

1. 準備少量的金屬鹽類：鋰、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇、銅、鐵、鉛、鋅等實驗室常見的氯化物、硝酸鹽或硫酸鹽均可。

2. 配製50 mL的金屬鹽類水溶液（濃度約1 M，濃度是可變的）：鋰、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇、銅、鐵、鉛、鋅等實驗室常見的氯化物、硝酸鹽或硫酸鹽均可。這些水溶液可裝在小型噴霧罐，並加入少量的酒精或甲醇，如圖五的左圖所示。

3. 配製50 mL的1 M鹽酸水溶液。

4. 準備一支卡式瓦斯噴燈，如圖五的右圖所示。

圖五 小型噴霧罐（左）和卡式瓦斯噴燈（右）

B. 正式示範

B1. 使用自製焰色試驗棒

1. 點燃本生燈，調節瓦斯流量及空氣流量的旋轉鈕，以獲得理想的無光焰（淡藍色火焰），如圖六的左圖所示。自製焰色試驗棒的鎳鉻絲先沾稀鹽酸進行酸洗，再放置於本生燈的火焰上燒至火紅，如圖六的右圖所示。

圖六 調節本生燈產生無光焰（左）和鎳鉻絲置於火焰上燒至火紅

2. 鎳鉻絲燒至火紅後，沾蒸餾水再次燒至火紅，然後沾一種金屬鹽類固體，放置於本生燈的火焰上燒，觀察火焰的顏色，如圖七所示。

圖七 用自製焰色試驗棒示範焰色，鉀的焰色（左）和鈉的焰色（右）

3. 重複步驟2，使用不同金屬鹽類進行焰色試驗。

B2. 使用卡式瓦斯噴燈

1. 打開卡式瓦斯噴燈，調整適當的火力，讓學生觀察無光焰（藍色火焰），如圖八所示。

圖八 無光焰（藍色火焰）

2. 使用裝蒸餾水的噴霧罐斜向地噴射瓦斯噴燈的火焰，噴霧方向與噴火方向應盡可能同向，觀察水霧與火焰接觸時火焰的顏色。

3. 使用裝有硫酸銅（或氯化銅）水溶液的噴霧罐重複步驟2.，觀察火焰的顏色，如圖九所示。

圖九 硫酸銅的焰色

4. 使用裝有氯化鈉水溶液的噴霧罐重複步驟2.，觀察火焰的顏色，如圖十所示。

圖十 氯化鈉的焰色

5. 依次使用各種不同金屬鹽類水溶液進行上述試驗，觀察火焰的顏色。

藥品與器材

1. 報廢的飲水機、電熱水瓶或電鍋（含加熱片的鎳鉻絲）  1台
2. 尖嘴鉗  1支
3. 銅線（細）  10-20 cm
4. 衛生筷  1支
5. 卡式瓦斯噴燈  1個
6. 小型噴霧罐（100 mL）  1個
7. 金屬鹽類常見的氯化物、硝酸鹽或硫酸鹽  少量
8. 金屬鹽類水溶液（濃度約1 M）：常見的氯化物、硝酸鹽或硫酸鹽  各50 mL
9. 1 M鹽酸  100 mL
10. 蒸餾水  少許
11. 本生燈  1個
12. 酒精或甲醇（可選擇）  少量

請按此連結，參閱「自製焰色試驗棒演示焰色試驗［II］」