3D有趣實驗：變色搖搖瓶
國立台北教育大學自然科學教育系教學碩士班 葉嘉雯
藍瓶實驗（Blue bottle reaction）是早期，自美國引進台灣的高中化學的演示實驗，由教師演示，藉由魔術般的化學變化，以引起學生對化學的好奇心與興趣。在一個瓶子裡裝入無色溶液，當激烈振動後，水溶液會由無色快速變成藍色，再靜置桌上幾秒鐘之後，藍色會逐漸褪去，轉為無色，此實驗可重複進行，非常吸睛，對於國小學童有很大的吸引力，因此，很適合將本科學活動融入國小高年級水溶液單元課程的第一節課，引起學童學習動機。
3D有趣實驗：變色搖搖瓶，開啟YouTube影片後，若設備允許，可以開啟最高解析度。右下角可以選擇2D或開啟3D。若開啟3D，選項有並排或紅藍等3D效果選項，請依您的設備選取適當格式。
3D有趣實驗：有氧運動－氧化還原反應
國立臺北教育大學自然科學教育系 教學碩士班周勇
本實驗是一個關於氧化還原反應和催化作用的例子。常溫下的雙氧水（H2O2）不容易分解產生氧氣，但若以碘化鉀（KI）加入雙氧水中，則會先作用產生碘分子（I2）， 碘離子(I– )再和碘分子(I2)生成碘三根離子（I3–），而 I3– 和二氧化錳一樣對雙氧水的分解具有催化作用，於是產生了氧氣，而碘化鉀被氧化產生碘。
在實驗中加入了沙拉脫只是為了製造泡泡，而噴上麵粉是為了檢驗碘的存在，最後則利用線香來檢驗是否有氧氣的產生。
此外，在生活中碘化鉀不易取得，因此本實驗嘗試以金針菇取代碘化鉀，發現具有相同的效果，其主要原因是：金針菇含有過氧化氫的分解酶(Enzyme of Decomposition)所致。
3D有趣實驗：有氧運動－氧化還原反應，開啟YouTube影片後，若設備允許，可以開啟最高解析度。右下角可以選擇2D或開啟3D。若開啟3D，選項有並排或紅藍等3D效果選項，請依您的設備選取適當格式。
謎樣的分子：克里奇中間體 (Criegee intermediates, CIs)
國立臺灣大學科學教育發展中心陳藹然博士
2012年初，一篇備受矚目的突破性研究論文在期刊「科學 (Science)」上發表，標題是「從 $$CH_2I$$ 和 $$O_2$$ 的反應直接進行克里奇中間體的動力學測量」。ScienceDaily 撰文報導：科學家發現一個對抗全球暖化的新利器─大氣中能冷卻地球的分子；BBC新聞科學版也發文介紹這個「謎樣」的分子。這種特殊分子叫做「克里奇中間體 (Criegee intermediates, CIs)」或「克里奇雙自由基 (Criegee biradicals)」，得名自德國有機化學家克里奇 (Rudolf Criegee)。
不鏽鋼與不鏽鋼皂（Stainless Steel and Stainless Steel Soap）
臺北市立第一女子高級中學二年級郭乃榕
現代人生活與金屬材料習習相關，而不鏽鋼在日常生活中即扮演著重要的角色，如化學工業、飛機零件、醫療器具、餐具及刀具等皆隨時可見，尤其臺灣位處鹽份高、濕氣重的環境，更助長不銹鋼材料的大量使用。
不鏽鋼皂與皂盒。圖片來源：維基百科
不銹鋼(Stainless steel)為鐵、鉻、鎳的合金。若含鉻成份至少12%以上稱作不銹鋼，低於12% 者稱為耐蝕鋼(corrosin resistance steel)。鋼中添加鉻的原因為當空氣與不鏽鋼接觸時將於表面生成氧化鉻薄層，其緻密、不透氣、可防止氣體或液體向內滲透，以達到抗腐蝕的效果。但日常生活中為什還是見得到不鏽鋼生鏽呢？當不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個微電池，引發了電化學反應，保護膜受到破壞，稱之謂電化學腐蝕。因此，不鏽鋼生鏽絕大多數都屬於電化學腐蝕。
電位滴定法（Potentiometric Titration Method）
臺北市立第一女子高級中學二年級楊詠鈞
簡介：
電位滴定法與傳統滴定相似，但不需使用指示劑，而是利用至少一對的電極浸入溶液，依照滴定目標元素（或化合物）離子濃度不同的變化，測出兩電極的電位差，並根據電位差而獲得該元素（或化合物）的濃度。
原理與設備：為了要測出浸入溶液中兩電極間的電位差，必須先確立(知道)其中一個對應電極的電位，最後才能獲得與另一電極間的電位差。此電極稱為參考電極，一般採用不易氧化、難溶性的金屬作為參考電極，例如飽和甘汞電極及Ag/AgCl電極兩種。而指示電極（Indicator Electrode）的內外離子濃度不同產生電位差，這個電位差與待測溶液離子濃度成線性關係。利用滴定試劑體積對溶液之電位作圖，可得一滴定曲線。將此曲線微分，可得到一尖峰圖，斜率的最大值即為滴定終點。
鋁熱反應 （Thermite reaction）
國立臺灣師範大學化學系四年級柳向芳
(一) 發現
「德國化學家Hans Goldschmidt」當初致力於在不使用碳的情形下進行冶煉得到純的金屬，在這過程中於1893年發現到金屬氧化物粉末和鋁粉摻雜後得到的混和物應用在不含碳的金屬(carbon-free metal)時，經由反應可以得到少量純的熔融鐵。
這個方法的發現恰好可以用來解決當時候鐵軌不安全的問題。在過去鐵軌和鐵軌之間是以螺母、螺栓以及角鋼連接在一起，所以火車行走時會聽到”喀拉-喀拉”的聲響，這種連接方式會因為天氣的變化會使得連接處膨脹或收縮，再加上火車輪子經過時的撞擊，導致螺母鬆脫也可能使得鐵軌開列最終斷裂。因此Goldschmidt將他所發現的鋁熱反應藉由能將兩塊金屬接合的這個特性運用在鐵軌上，並將用來焊接的物質稱作「Thermit®」，之後的鐵路公司便開始利用Thermit®使軌道更安全、舒適以及行走上更快速。
(二) Thermite reaction簡介
Thermite是一個由金屬粉末及金屬氧化物所構成的煙火組成(pyrotechnic composition)產生放熱的氧化還原反應，此反應稱為thermite reaction。若鋁作為還原劑，則稱為「鋁熱反應(aluminothermic reaction)」。Thermite的組成有很多種，常見的還原劑為鋁，氧化劑有三氧化二硼、二氧化矽、三氧化二鉻、二氧化錳、三氧化二鐵、四氧化三鐵、氧化銅和四氧化三鉛等。
化學教室活動：維他命C含量的微量測定（Microscale Determination of Vitamin C by Iodine Titration）〔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
教師手冊（Teacher’s Guide）
教學提示
● 上課時間：教師實驗解說：約15分鐘，學生自製微量滴定管：約10分鐘，學生自製小型電磁攪拌器：約20分鐘，學生實驗操作和數據記錄：約40分鐘。學生 數據處理和回答問題（家庭作業或課堂討論）：約30分鐘。若微量滴定管和小型電磁攪拌器由教師組裝，可以節省上課時間約30分鐘。
● 本實驗可配合高二化學氧化還原滴定單元實施。學生自製微量滴定管和自製小型電磁攪拌器可以融入生活科技課程和物理課程的教學中。
● 請教師提醒學生預先以蒸餾水代替優碘溶液，以熟練自製微量滴定管的操作技巧。
● 自製小型電磁攪拌器的轉速快慢可透過調整電路中的可變電阻來完成。在滴定時，若無此攪拌器，則可以用咖啡攪拌匙或塑膠筷等當作玻棒，以手動方式攪拌滴定的溶液。
● 由於本次使用滴定的裝置並非實驗室正規的裝置，因此本實驗的精確度和準確度較低，但是若仔細地操作，則最後的抗壞血酸的含量可以得到三位有效數字。
● 本實驗的待測樣品可考慮使用市售的維他命C錠、柳橙或橘子果汁。
化學教室活動：維他命C含量的微量測定（Microscale Determination of Vitamin C by Iodine Titration）〔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
學生講義之三（Student Handout III）
藥品和器材
1. 自製微量滴定管 1套/組
2. 自製小型電磁攪拌器（含磁攪拌子） 1套/組
3. 澱粉指示劑（配製請見教師手冊） 1 mL/組
4. 蒸餾水（裝在洗瓶內） 1瓶/組
5. 優碘溶液（如圖十六所示） 10 mL/組
6. 維他命C沖飲包（如圖十六所示） 1包/組
7. 小型塑膠容器（或PE秤量皿） 1個/組
8. 燒杯或紙杯（300 mL） 2個/組
9. 量筒（瘦長型，容量10 mL，精確度0.01 mL） 2個/組
10. 量筒（容量100 mL，精確度0.1 mL）或容量瓶 1個/組
11. PE滴管 2支/組
12. 塑膠筷（或玻棒、咖啡攪拌匙） 1支/組
圖十六 優碘溶液（左）和維他命C沖飲包（右）
化學教室活動：維他命C含量的微量測定（Microscale Determination of Vitamin C by Iodine Titration）〔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
學生講義之二（Student Handout II）
B. 自製微量滴定管
B3. 操作說明
1. 在滴定前，微量滴定管和注射針筒需要潤洗，先以蒸餾水清洗2~3次後，再用滴定液潤洗2~3次。
2. 在吸取滴定液之前，先關閉三通塑膠活栓（圖六的左圖），再移岀注射針筒（圖六的右圖）。
圖六 先關閉三通塑膠活栓（左），再移岀注射針筒（右）
3. 接著，先用注射針筒吸取約10 mL的滴定液（圖七的左圖），再緊密地插入三通塑膠活栓的左側孔（圖七的右圖）。
圖七 先吸取滴定液（左），再插入三通塑膠活栓（右）
化學教室活動：維他命C含量的微量測定（Microscale Determination of Vitamin C by Iodine Titration）〔I〕
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
學生講義之一（Student Handout I）
實驗介紹
本實驗採用微量化學實驗，在進行氧化還原滴定之前，學生或教師事先組裝簡易滴定架、自製微量滴定管和自製小型電磁攪拌器（圖一的左圖和右圖），作為氧化還原滴定的裝置。以市售的優碘液中的有效碘及玉米粉所製成澱粉指示劑，進行碘直接滴定法，來測定市售的維他命C沖飲包中含抗壞血酸的毫克
圖一 自製微量滴定管及滴定架（左）和自製電磁攪拌器（右）
市售維他命C沖飲包中的主要成份為抗壞血酸（L-ascorbic acid, C6H8O6），是一種還原劑，容易被氧化成去氫型的抗壞血酸（dehydro-L-ascorbic acid, C6H6O6），因此可考慮以I2為氧化劑，對維他命C進行氧化還原滴定，來測定此沖飲包中抗壞血酸的含量，其反應如反應式[1a]和[1b]所示：
I2(aq) + C6H8O6(aq) → 2I–(aq) + 2H+(aq) + C6H6O6(aq) [1a]
反應式來源：http://www.chem.ubc.ca/courseware/123/tutorials/exp9A/
