海水結晶分析鹽類(Salt)種類

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海水結晶分析鹽類(Salt)種類
國立臺灣師範大學地球科學系林忠彥碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

適合年紀:8-16歲
活動預估時間:需要一至兩週的擺放時期,實際操作時間15分鐘
準備器材: 碗(深度不要太深)、附近海水、鎳鉻絲、稀鹽酸、本生燈、藍色玻璃杯(主要功能是透過藍色玻璃杯容易看出黃色火焰)、一些常見鹽類的化學藥劑、護目鏡
預期目標:
1. 學生可以知道海水裡主要有哪些物質(離子)
2. 知道溶解度大者,較慢析出結晶,反之溶解度小者,較快析出結晶。
活動步驟:
1. 首先先將碗裝滿海水,讓其靜止慢慢蒸發數天,數天後再將海水添滿,重複數次,以達到溶液中的鹽類濃度提高,這樣之後結晶環狀排序較為明顯(各鹽類有一定的數量,才易觀察)。切記請勿加熱蒸發,這樣容易導致所有鹽類一起析出結晶,不易看到環狀排序,也不易一一檢測其化學性質。
2. 過了數週之後再將碗拿出,可以發現整個碗從邊緣到碗底都佈滿結晶體,並且是有規律性環狀圖騰。如下方附圖。
3. 結晶出來後,我們先利用實驗室裡的化學藥劑(鹽類)先做比對的實驗。先將護目鏡戴上,在將鎳鉻絲泡入稀鹽酸後,再拿出來用火,去除上方殘留的雜質。清潔過的鎳鉻絲才可以一一去挖取實驗室裡的藥劑(鹽類),到本生燈上方燃燒,看各鹽類火焰顏色。鈣燃燒時的火焰是磚紅色,鈉燃燒時的火焰是黃色(在燃燒鈉時,可能火焰顏色不明顯,可以透過藍色玻璃杯去觀看),鉀燃燒時的火焰是淡紫色。
4. 在將碗裡的鹽類依序從外圍到內,一一拿到本生燈上方燃燒,看各鹽類火焰顏色。可以發現外圍的鹽類產生磚紅色火焰,因此可以推斷裡面含有鈣的成分。中間部分的鹽類產生黃色火焰,因此可以推斷裡面含有鈉的成分。內部部分的鹽類產生淡紫色火焰,因此可以推斷裡面含有鉀的成分。如果有做成完整的環狀排列,會跟下圖一樣。
5. 做完以上的部分時老師可以向學生說明,較早析出結晶的鹽類其溶解度較小(例如碳酸鈣),反之,較晚析出結晶的鹽類溶解度較大(例如鉀晶體)。

參考資料來源 : http://www.earthlearningidea.com/

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