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水柱彎曲了---水的極性
by yangsp, 2011-04-06 14:20:28, 人氣(7626)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


 國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:葉志祥  N1242023


水柱彎曲了---水的極性與環己烷的非極性

簡介

從滴定管流出來的細水柱居然彎曲了,可是環己烷柱卻沒有彎曲,以此現象來介紹極性的概念

示範步驟

1. 將兩支滴定管的尖端用細長漏斗狀的尖管套住,並且用膠布綁住固定
2. 分別加入接近滿滿的水及環己烷 (或其他非極性的溶劑) 於兩支滴定管
3. 將滴定管的開關旋開,並盡量轉到使溶液柱變的細一點,如圖一和圖三所示
4. 快速的摩擦兩張投影片後,立即地放到水柱及環己烷柱旁邊,發現水柱彎曲了,如圖二所示 ; 可是環己烷柱卻不會彎曲,如圖四所示(請看相片中它們在藍紙上的投影
圖一 : 水柱自然落下 圖二 : 水柱彎曲了
圖三 : 環己烷柱自然落下 圖四 : 環己烷柱無彎曲

溶液和器材

1. 兩張投影片
2. 滴定管架及兩支的滴定管
3. 細長漏斗狀加尖管(微量移液管用的尖管)兩支。
4. 兩個大燒杯
5. 水及環己烷(或其他非極性的溶液),各約 50 mL

原理和概念

1. 水分子具有極性,在氧原子上帶著輕微的負電而且在氫原子上帶著輕微的正電,如圖五所示,因而水是具有極性的分子具有極性的分子就會被帶有電荷的物質吸引
2. 非極性的環己烷就不會被帶有電荷的物質吸引
圖五  水分子的結構圖

教學提示

1. 天氣越潮濕摩擦起電就越不容易成功,因為摩擦出來的電荷容易被空氣中的水分子中和
2. 越容易摩擦起電的東西做此實驗效果會越好
3. 注意摩擦投影片後要靠近水柱時,盡量不要讓水噴到投影片上 ; 若投影片上有水滴,則要擦乾後再摩擦,不然靜電很快會被水中和
4. 水的極性可說明其在室溫下是液態的,而不是氣態
5. 滴定管的尖端用細長漏斗狀的尖端套住的目的是使流下的液體變的更細,以便實驗的操作

問題和參考答案

1. 水有極性,試舉一個物性並加以解釋
答: 因為水為極性分子,其分子與分子間具有偶極-偶極力,再加上水分子間有氫鍵的存在,所以水的沸點很高
2.  環己烷為非極性,試舉一個物性並加以解釋
答: 與水相比較我們可以發現,環己烷揮發的相當快,表示其沸點極低這是因為其分子間的作用力為誘導偶極-誘導偶極力,作用力很小才會揮發的這麼快

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, p 91, Washington, D.C.,American Chemical Society.
2. 桃園縣立龍岡國民中學教育資源網,http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/main.htm
3. 科學與藝術的對話,白榮銓老師,http://pei.cjjh.tc.edu.tw/

適用程度

國民小學 國民中學 ˇ高級中學 ˇ大學普通化學

安全

 ● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 ● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。


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