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藍色真的不見了---氫氧化鈉吸收二氧化碳
by yangsp, 2011-09-25 10:52:57, 人氣(3933)

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


藍色真的不見了---氫氧化鈉吸收二氧化碳

簡介

把藍色液體噴到白色濾紙上或衣物上,經過數秒鐘後,藍色就消失了。

示範步驟

1. 放入約 50 mL 的藥用酒精在小燒杯中,加入幾滴 Thymolphthalein 的指示劑溶液。
2. 再滴入適量的氫氧化鈉溶液直到產生深藍色的溶液為止(氫氧化鈉溶液不可加過量),並把此深藍色的溶液裝在市售的小型噴器中。
3. 噴在白色濾紙或白色的布料上(如圖一所示),數秒鐘後深藍色會消失。
4. 為了證明氫氧化鈉溶液是吸收空氣中的二氧化碳而使藍色消失,可在燒杯中製造 CO2(g),然後放一張已噴上述指示劑的白色濾紙於此燒杯之上(如圖一所示),可立即看到藍色消失,(如圖二所示)。

圖一

圖二

溶液和器材

1. 藥用酒精是 95% 乙醇少量。
2. 蒸餾水若干。
3. 市售小型噴霧器一個(超市可買到)。
4. 氫氧化鈉(NaOH, Sodium Hydroxide)少量。
5. Thymolphthalein 指示劑:將很少量的白色粉末狀固體 (Thymolphthalein) 加入含在 50% 的水和 50% 的藥用酒精的混合溶劑中即可。
6. 滴管數支。
7. 量筒二個。
8. 小燒杯二個。

原理和概念

1. 在藍色的液體中含氫氧化鈉溶液能與空氣中的 CO2 反應,形成Na2CO3(Na2CO3的水溶液之鹼性較 NaOH(aq) 弱),其反應式如下:
2 NaOH
(aq)
+ CO2(g)Na2CO3 + H2O(l)
2. 當 PH 低於 9.3 時,Thymolphalein 的顏色在無色範圍,PH 高於 10.5 呈現深藍色,因為氫氧化鈉溶液的 PH 高於 10.5,所以會使 Thymolphalein 指示劑呈現深藍色,而 Na2CO3溶液的 PH 低於 9.3 會使Thymolphalein 指示劑從深藍色變成無色。
3. 噴出藍色液體後,乙醇很容易揮發,導致氫氧化鈉的濃度升高可加速與 CO2反應,而剩下無色的殘留物。

教學提示

1. 這種藍色的溶液,在魔術行和新奇的商店中都有售。
2. 產物 Na2CO3溶液就是"蘇打水"。

問題和參考答案

1. 為什麼這藍色墨水會立即揮發呢?
答: 因為含有 50% 的乙醇的成分 (乙醇是很容易揮發的有機溶劑)。
2.  為什麼 Thymolphalein 對於本實驗是很好的指示劑?
答: 因為 Thymolphalein 不易溶於水中的但可溶於乙醇,而且其變色範圍在高 PH 值。

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 176, 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1557。

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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