教室活動

化學教室活動:食用色素和螢光筆色素的濾紙色層分析(Paper Chromatography)[I]

化學教室活動:食用色素和螢光筆色素的濾紙色層分析(Paper Chromatography[I]
國立彰化師範大學化學系學生方浩羽 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

學生講義之一(Student Handout I)

實驗介紹

在日常生活中,我們常常接觸到色素和染料,例如:食物裡添加食用色素、染頭髮的染劑、彩色書本和雜誌的印刷顏料、廣告顏料、原子筆和麥克筆的墨水,這些有顏色的物質是單一種色素或是混合物呢?你想知道市售螢光筆(圖一)是多種螢光色素所組成的嗎?

圖一 市售螢光筆是多種螢光色素所組成的嗎? 圖片來源:photosteve101, http://www.flickr.com/photos/42931449@N07/5418401602/

化學教室活動:神奇的超吸水聚合物 – III

化學教室活動:神奇的超吸水聚合物 (Magic Super Absorbent Polymers)〔III〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 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「教師手冊之一」

教師手冊之二 (Teacher’s Guide II )

藥品配製

1. 1 M鹽酸:取1mL的12 M濃鹽酸加水稀釋至總體積12 mL。
2. 1 M氫氧化鈉溶液:取0.4 g的氫氧化鈉溶於水,使總體積10 mL。
3. 酚酞(Phenolphthalein)指示劑:溶解0.5克的酚酞在50 mL的95%酒精中,再加50 mL的水,混合均勻。
4. 溴瑞香草藍(Bromothymol blue)指示劑:溶解0.1克的溴瑞香草藍在100毫升的 20%酒精中。
5. 1 M糖水:取32.4 g的蔗糖溶於水,形成100 mL水溶液。
6. 1 M食鹽水:取58.5 g的食鹽溶於水,形成100 mL水溶液。
7.  飽和食鹽水:在200 mL的水中加入食鹽,直到不再溶解為止,取澄清液。

化學教室活動:神奇的超吸水聚合物 – II

化學教室活動:神奇的超吸水聚合物 (Magic Super Absorbent Polymers)〔II〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 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「學生手冊」

 

教師手冊之一 (Teacher’s Guide I )

化學示範

在學生進行實驗之前,老師示範「水到哪去了」的主要目的是,藉由觀察類似魔術般驚奇有趣的事件,引起學生對於吸水聚合物更進一步有興趣的探討。

A. 器材和溶液

1. 透明塑膠杯  3個
2. 紙杯  3個
3. 聚丙烯酸鈉(Sodium polyacrylate)  少許
4. 1 M鹽酸(1 M Hydrochloric acid)  少許
5. 1 M氫氧化鈉(1 M Sodium hydroxide)  少許
6. 酚酞指示劑(Phenolphthalein indicator)  少許
7. 溴瑞香草藍指示劑(Bromothymol blue indicator)  少許
8. PE滴管  4支
9. 刮勺  1支

化學教室活動:神奇的超吸水聚合物 – I

化學教室活動:神奇的超吸水聚合物 (Magic Super Absorbent Polymers)〔I〕
國立彰化女子高級中學化學科陳琬菁老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

學生講義 (Student Handout)

化學示範

老師示範「水到那兒去了」,學生觀察顏色變化的現象,並與學生互動討論水到那兒去了。

實驗介紹

本次實驗的目的是探討超吸水聚合物(Super Absorbent Polymers, SAP)聚丙烯酸鈉(sodium polyacrylate)的滲透作用、尿布內聚丙烯酸鈉的吸水倍數、以及玩具恐龍吸水的膨脹率。圖一為尿布含內聚丙烯酸鈉的位置圖。

圖一 尿布含內聚丙烯酸鈉(在With Ultra Absorbency所指之處)(圖片來源:Diapers Introduction, http://diapers-n-kidswear.com/babydiapers_introduction.html)

化學教室活動:製作巴克球的串珠模型 – III

化學教室活動:製作巴克球的串珠模型 (Making Beaded Buckyball Model)〔III〕
國立臺中第一高級中學化學科薛朋雨老師 / 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「學生講義之一」「學生講義之二」

 
製作前講解

教師手冊 (Teacher’s Guide)

此活動的教學投影片包含製作C20和C60的串珠模型。

附件一(製作C20串珠模型): C20 Classroom Activity PowerPoint.pdf (1.19 MB)
附件二(製作C60串珠模型):C60 Classroom Activity PowerPoint.pdf (1.13 MB)

動畫和影片

● 觀賞動畫影片,請按此連結:C60 Fullerene and Carbon Nanotube Interaction, YouTube.

化學教室活動:製作巴克球的串珠模型 – II

化學教室活動:製作巴克球的串珠模型 (Making Beaded Buckyball Model)〔II〕
國立臺中第一高級中學化學科薛朋雨老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯


學生講義二 (Student Handout II)

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● 製作C60的詳細步驟

C60的四分層串珠數目之分析圖,如圖十三所示。

圖十三 C60的四分層之分析圖(圖片來源:Slides for making a beaded C60, http://thebeadedmolecules.blogsp … ing-beaded-c60.html)

第1步:右線加珠5顆 → 左線交叉第5顆珠成環 → 形成第一個五邊形(亦即五圓環的五個鍵結),如圖十四所示。

圖十四  形成第一個五邊形

化學教室活動:製作巴克球的串珠模型 – I

化學教室活動:製作巴克球的串珠模型 (Making Beaded Buckyball Model)〔I〕
國立臺中第一高級中學化學科薛朋雨老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯


學生講義之一 (Student Handout I)

活動介紹

本活動的目的為利用串珠製作分子模型來瞭解巴克球C20和C60的化學立體結構。

● 富勒烯與巴克球

富勒烯(Fullerenes)是完全由碳組成的中空的球型、橢圓型、柱型或管狀分子的總稱。球狀的富勒烯也被稱為巴克球,類似於用於足球協會的足球,如圖一所示。圓柱狀的富勒烯被稱為碳納米管(carbon nanotubes)或巴克管(buckytubes)。富勒烯在結構上類似石墨,它是由堆疊石墨片連結成六角環,但它們可能還包含五邊形(有時七邊形)環。富勒烯是繼金剛石和石墨之後,於1985年發現的碳元素的第三種晶體形態。碳60(C60)和碳70(C70)是較常見的兩種巴克球,也是目前技術上能夠量產的富勒烯。

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔IV〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔IV〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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教師手冊之二(Teacher’s Guide II)

實驗紀錄樣本

A. 實驗數據紀錄於表二,並進行數據處理。

本次實驗設定IC = 5 mA。

表二  配製一個空白液和五種標準液以及未知濃度的測定

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔III〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔III〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯
 

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教師手冊之一(Teacher’s Guide I) 

背景資料

A. LED測試盒

整組儀器除了定電流LED驅動電路需仔細配線外,其他很容易按「學生手冊」的說明組裝。在定電流LED驅動電路方面,可以考慮以市售LED測試盒代替自己組裝。一個LED測試盒價格約250元,可到電子街詢問,作者購自台中廣華電子。

按照圖一的順序連接,先選擇定電流值(2~30 mA,下圖係選用30 mA進行連接)後,再連接一個藍光LED,便完成定電流驅動電路。 

圖一 利用LED測試盒完成定電流驅動電路

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔II〕

化學教室活動:自製簡易光電比色計(Homemade Simple Spectrophotometer)〔II〕
國立豐原高級中學化學科蔡亞柏老師 / 國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

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學生講義之二(Student Handout II)

實驗步驟

B. 實驗操作流程圖

1. 放置比色管到比色槽中,並用一顆樂高積木(2 × 4)予以加蓋,如圖十二所示。

圖十二 放置比色管到比色槽中

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