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引火自焚的肥皂!
by yangsp, 2011-09-25 09:18:43, 人氣(6626)

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:陳琬菁 E524008


引火自焚的肥皂!

簡介

利用硬脂酸與氫氧化鈉反應,產生肥皂,由於所使用的溶劑為藥用酒精,所製造的肥皂中含有藥用酒精,因此肥皂可引火燃燒。

示範步驟

1. 在一個燒杯中加入 50 mL 的藥用酒精 ,再加入 5 g 的硬脂酸。
2. 在另一個燒杯中加入 50 mL 的藥用酒精 ,再加入 4 g 的氫氧化鈉。
3. 將兩燒杯置於電熱板上加熱,並攪拌均勻直到硬脂酸與氫氧化鈉分別完全溶解於藥用酒精為止,如圖一所示。
4. 慢慢地將硬脂酸溶液倒入氫氧化鈉溶液中。
5. 待其冷卻,倒出燒杯中剩餘的溶液,並用水沖洗冷卻後的肥皂,如圖二所示。
6. 將沖洗後的肥皂至於一塊金屬擋風板上或金屬盤上,利用火柴棒點火,發現肥皂引火燃燒囉如圖三所示。

圖一 右邊為硬脂酸溶液
左邊為氫氧化鈉溶液

圖二 圖三

溶液和器材

1.
硬脂酸 (C17H35COOH, Stearic Acid) 5 g。
2.
氫氧化鈉 (NaOH, Sodium Hydroxide) 4 g。
3.
藥用酒精 (即 95% C2H5OH, Ethanol) 100 mL。
4.
兩個250 mL的燒杯。
5.
電熱板一個。
6.
溫度計一支。
7.
火柴棒一盒或打火機一個。
8.
玻璃棒兩支。

原理和概念

1. 硬脂酸與氫氧化鈉反應為皂化過程,其反應式如下:
C17H35COOH + NaOH 
C17H35COONa + H2O
2. 以藥用酒精取代水作為溶劑,在製造過程中可以將藥用酒精包在脂肪酸鈉中,由於藥用酒精易燃,所以使肥皂引火燃燒。

教學提示

1. 硬脂酸不溶於水,微溶於酒精中,加熱可使硬脂酸的溶解效果更好。但加熱的溫度以不超過 70 °C 為限,因為硬脂酸的熔點為 70 °C。
2. NaOH 不易溶於藥用酒精中,所以需加熱一段時間,並攪拌使其溶解。
3. 為了震撼效果,可將產生的肥皂全部點火燃燒,如此可引起學生的注意,但要非常小心其危險性的存在。

問題和參考答案

1. 這與國中課程中的皂化方法有何不同?
答: 國中課程所用的方法為:椰子油 + NaOH  → 肥皂 + 甘油,在反應過程中所用的溶劑為水,加少許的酒精只是為了讓椰子油易溶於氫氧化鈉溶液中,使反應更完全而已,待加熱後,少許的酒精已揮發,無法達到將酒精包在肥皂中而使酒精燃燒的效果。
2.  本實驗所用的脂肪酸為飽和脂肪酸,何謂飽和脂肪酸?
答: 飽和脂肪酸意指符合CnH2n+1COOH的高碳數羧酸,在碳鍵間不含雙鍵、環狀的酸。
3. 肥皂中包含有藥用酒精,使其燃燒,這與一般我們所見的固態酒精有何不同?
答: 所謂的固體酒精是在酒精中加入少量的醋酸鈣飽和溶液,再迅速地用兩個燒杯來回的倒來倒去,過一陣子,液體便會越來越黏最後變成果凍狀,即是固體酒精。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, pp 111-112, Washington, D.C.,American Chemical Society.
2. 林麗霞, 十萬個為什麼(II) , 國際少年出版社 ,台北市 ,1991 , 頁 124-132。
3. 蘇賢錫,姜宏哲 ,兒童科學金庫 ,好兄弟出版社 , 台北市 , 1986, 頁 418。

適用程度

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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