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你想要白酒或葡萄汁?
by yangsp, 2011-09-25 10:42:58, 人氣(3639)

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:陳秀範 E524019


你想要白酒或葡萄汁?

簡介

準備五個燒杯,由一個裝有透明液體(當作白酒)的錐形瓶,倒入第 1 個燒杯中不會變色,倒入第 2 個燒杯中由透明變成深藍色 (當作葡萄汁),把第 1,2 燒杯內的液體倒回錐形瓶中會使透明液體變成深藍色,再倒入第 3 個燒杯時由深藍色變成透明液體,倒入第 4 個燒杯中顏色並不會改變,倒入第 5 個燒杯時又從深藍色變成透明液體了。 

示範步驟

1. 放五個乾淨的 250 mL 燒杯在桌上,並貼上 1,2,3,4 和 5 符號在杯壁上。
2. 事先分別準備五個燒杯的內容物。
(1)燒杯 1:空的。
(2)燒杯 2:滴入 4 滴 FeCl3 溶液。
(3)燒杯 3:含有 10 mL 的 3 M 硫酸溶液。
(4)燒杯 4:空的。
(5)燒杯 5:含有 10 mL 的 3 M 硫酸溶液。
3. 在 1000 mL 的錐形瓶中倒入配好的丹寧酸溶液。
4. 根據自己所安排的故事來呈現變色的過程。
(1)在晚宴上有一個專門為客人服務倒酒的侍者,第一個客人要了一杯白酒(倒入第一個燒杯中)。
(2)而第二個客人卻點了葡萄汁,侍者仍倒入白酒,瞬間看到的是葡萄汁,但不是白酒(倒入第二個燒杯中,然後把第 1,2 燒杯內的液體倒回錐形瓶中),如圖一所示。
(3)後來侍者為客人服務倒葡萄汁,而第三個客人卻要求白酒,只見侍者從容不迫地倒入葡萄汁,而瞬間卻變成白酒(倒入第三個燒杯中)。
(4)下一個客人只想要葡萄汁(倒入第四個燒杯中)。
(5)第五個客人很鐵齒,不相信自己所看到的,仍要求白酒,沒想到當侍者倒入時,真的由葡萄汁變成白酒了(倒入第五個燒杯中),1 到 5 杯的顏色如圖二所示。

圖一

圖二

溶液和器材

1. 丹寧酸溶液:取約一小茶匙的丹寧酸 (Tannic Acid)粉末放入含有 1000 mL 水的錐形瓶中,攪拌均勻 ,即呈現透明的液體狀態。
2. FeCl3 溶液:取少許的 FeCl3 晶體溶於若干的水中。
3. 3 M 的 H2SO4 溶液:以滴管取 50 mL 的 18 M H2SO4,慢慢地以滴管少量加到約 200 mL 的水中後,再加水稀釋至 300 mL。
4. 1000 mL 的錐形瓶一個。
5. 250 mL 燒杯五個。
6. 量筒一個。
7. 滴管數個。
8. 玻璃棒一支。
9. 蒸餾水若干。
10. 標籤紙若干。

原理和概念

1. 在第 2 個燒杯中,當丹寧酸和 FeCl3 反應會形成 Iron(III) Tannate錯合物,故呈現深藍色。當第 1,2 個燒杯內的液體倒回錐形瓶中時,有更多的錯合物形成,故整個錐形瓶內的液體都會變成深藍色。
2. 由裝有深藍色液體的錐形瓶倒入第 3 個燒杯時,會破壞 Iron(III) Tannate錯合物結構,而又恢復到透明液體,(倒回第 3 和 5 個燒杯中的液體時,錐形瓶內的顏色又恢復到透明液體的理由是相同)。

教學提示

1. 單寧酸 (Tannic Acid)的分子式 C76H52O46,是廣泛分布於植物界的樹皮或種子中,將其水解後而產生多元酚酸的物質,非一定組成的化合物。
2. 調配 FeCl3 溶液的濃度直到 Tannic Acid 溶液加入會有深藍色的液體產生即可。
3. 這個實驗在化學反應中的論證並不很明確。

問題和參考答案

1. 為什麼透明溶液可以變成深藍色的溶液?
答: 丹寧酸和 FeCl3 反應會形成 Iron(III) Tannate錯合物,故由透明的丹寧酸溶液會變成深藍色的 Iron(III) Tannate錯合物。
2.  為什麼深藍色溶液再變回透明溶液呢?
答: 3 M 的 H2SO4 溶液會破壞 Iron(III) Tannate 錯合物的結構,故又恢復到透明的溶液。
3. 你認為 Iron(II) Tannate也可以用嗎?
答: Iron(II) Tannate常用於製作墨水,它很容易被空氣中的氧氣氧化成 Iron(III) Tannate錯合物,故可以用,但需要較長的時間。

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 169-170, Washington, D.C., American Chemical Society.
2. 林敬二,楊美惠,楊寶旺,廖德章和薛敬和,化學大辭典,高立圖書公司,台北市,民國82年2月初版,頁 1500,頁834。

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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