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燃燒的星星---硝酸鉀的分解反應
by yangsp, 2011-04-30 10:39:50, 人氣(7197)

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  李成康】    【製作者:方郁婷 93242012】【編修者:楊水平


燃燒的星星---硝酸鉀的分解反應

簡介

使用透明無色的硝酸鉀水溶液在紙上繪出特定的圖案,等待其乾燥後,在圖案的一端點火,就會很快地沿著繪製的圖案燃燒。

示範步驟

1. 配製飽和硝酸鉀水溶液,以及準備 妥示範實驗的器材,如圖一所示。
2. 使用水彩筆沾飽和硝酸鉀水溶液,在衛生紙上繪出欲顯現的圖樣,如圖二所示。
3. 放置衛生紙於通風處,等待圖樣乾燥(大約 5 分鐘)。
4. 使用點燃的條香,在乾燥過的圖案上燃燒 使衛生紙形成小洞,如圖三~四所示。
5.

燃燒的起點會快速地沿著繪製的圖案燃燒,如圖五~六所示。

圖一   準備示範實驗的器材 圖二   沾取硝酸鉀水溶液和繪製圖案
圖三   用點燃的條香使形成衛生紙小洞 圖四  用點燃的條香使形成衛生紙小洞
圖五  沿著繪製的圖案燃燒 圖 六  最後燃燒成為一個圖案

請按此連結燃燒的星星---硝酸鉀的分解反應,YouTube。

(拍攝者:吳政隆和謝孟樺;影像製作和轉檔者:李忠家;影片後製作:陳薇婷

 

溶液和器材

1.
飽和硝酸鉀水溶液:逐次少量地加硝酸鉀 (Potassium nitrate, KNO3) 到 20 mL 的水中,攪拌直到硝酸鉀不溶解為止。
2.
50 mL 燒杯一個
3.
玻棒一支
4.
水彩筆一支
5.
條香一支
6.
打火機一個。
7.
衛生紙數張

原理和概念

1.

沿著沾飽和硝酸鉀的圖案燃燒的主要原因為硝酸鉀遇高溫會分解成為KNO2及O2其化學式如下所示。

 2KNO3(s)  →  2KNO2(s) + O2(g)

因為反應過程中產生的氧氣可以助然,所以沿著沾過硝酸鉀水溶液的地方燃燒。

教學提示

1. 在衛生紙上繪製圖案時,圖案的線條盡量簡單且不可太粗,以免硝酸鉀水溶液暈開 。否則在燃燒後就看不出原本繪製的圖案。
2. 其他紙張(如影印紙、圖畫紙等)亦適用,但需要 用更多的飽和硝酸鉀水溶液,而且溶液必須滲入紙張中。
3. 可使用吹風機的冷風快速吹乾沾濕的圖案。

問題和參考答案

1. 為何只會沿著沾過硝酸鉀水溶液的地方燃燒?
答: 因為硝酸鉀遇到高溫會分解成為KNO2及O2,而產生的氧氣可以助然,所以就會沿著沾過硝酸鉀水溶液的地方燃燒。
2.  硝酸鉀在日常生活中的用途有哪些?
答: 硝酸鉀是一種強氧化劑,很容易因震盪、加熱或接觸有機物而反應起火,所以通常用來當做煙火,炸藥,火柴,火箭固體推進劑中的氧化劑。

參考資料

1. Drawing with Fire,  Aaron Bailey, College of Education, University of Missouri-Columbia (Accessed on 2011/04/30)
2. Theory of Combustion,  Safety Advisory Services, University of Leeds  (Accessed on 2011/04/30)

適用程度

ˇ國民小學 ˇ國民中學 ˇ高級中學 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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