為什麼鹽水會導電、糖水卻不會？從廚房揭開電流的祕密！（化學）
我是科學訓練師 桑子研。每一天都是實驗日。
在理化課上提到「電流是否能通過」這個主題時，很多學生腦中第一個浮現的可能都是「金屬」。不過，這項實驗的迷人之處就在於，能讓你親身體驗到：**不只是金屬，溶解在水中的物質（即水溶液）其實也有機會導電！**我們今天要介紹的，就是一個用來檢測「水溶液是否導電」的實驗。實驗材料都來自學生日常生活中常見的物質，像是食鹽、砂糖、乙醇（酒精）等等。「咦？糖水竟然也會導電？」類似這種好奇心十足的疑問，會自然而然地湧現，絕對能勾起學生的探索慾。實驗準備大約需要40分鐘。只要事先將器材準備好，就能在課堂時間內順利完成。
實驗使用的物質清單
這次使用的水溶液和固體如下：
純水 (H₂O)
食鹽水 (NaCl aq)
糖水 (蔗糖水溶液 C₁₂H₂₂O₁₁aq)
鹽酸 (HCl aq)
乙醇 (C₂H₆O aq)
氫氧化鈉水溶液 (NaOH aq)
固體食鹽 (NaCl)
固體砂糖 (C₁₂H₂₂O₁₁)
我們將在這八種物質中，一一確認哪些「會導電」哪些「不導電」。究竟會得到什麼樣的結果呢？準備實驗時的狀況像照片一樣。我們將學生分成八組，並將溶液分為1到4號及5到8號兩部分，每一種都準備了四份一樣的，方便之後快速替換。
1-4號溶液
5-8號溶液
標籤是用黃色膠帶，以油性簽字筆寫上的。
蓋上保鮮膜（或貼上封口）可以延長保存時間。
請注意，食鹽水和鹽酸每次下課後都需要更換，所以我各別準備了400mL。因為它們在使用後會出現變色現象。
實驗步驟說明
學生們利用點滴盤（cell plate）將各種水溶液分裝，然後放入不鏽鋼電極，施加電壓來檢查電流是否能通過。電壓設定在5V，使用的電流計是類比式（指針式）的，這樣連微小的變化都能清楚觀察。電路圖如下：
實驗結束後，別忘了用蒸餾水徹底沖洗電極。至於固體食鹽和固體砂糖，則是直接將電極插入固體中來測量電流。
鹽酸中出現的超有趣現象！
來看鹽酸（HCl aq）的實驗結果。把鹽酸倒入燒杯中，通電後會發生什麼事呢？觀察後發現，電流竟然高達1.13A！這電流可說是相當強勁啊！更令人興奮的是，其中一側的電極開始冒出大量的氣泡。這些氣泡就是電解作用的產物，整個過程看起來超級有趣。如果讓電極長時間浸泡在鹽酸中，會產生氯氣並溶解在水中，就會飄出那種獨特的漂白水味（氯氣味）。同時，也會形成氯水，溶液的顏色也會發生變化。
觀察結束後，記得要把電極取出。因為在鹽酸中，產生的氯氣會溶解在水裡，聞起來會有氯氣的味道，溶液也會因為變成氯水而變色。而食鹽水這邊，不鏽鋼電極會被溶解，導致水溶液變色。照片顯示的是鹽酸的變化，溶液會變成黃色或綠色。
實驗前與實驗後
那食鹽水又是如何呢？
在食鹽水（NaCl aq）中通電也出現類似現象，不鏽鋼電極開始溶解，溶液的顏色也跟著變了。如果長時間通電，食鹽水中還會出現橘色的沉澱物，這點也相當引人入勝。
實驗前與實驗後
電解後的食鹽水會產生橘色沉澱物。
通電時間拉長後，顏色會變得更明顯。左邊是鹽酸，右邊是食鹽水。
為什麼會發生這種現象呢？詳細內容請看這裡：
關鍵的反應如下：
• 鹽酸 (HCl) 的情況 → 陽極會產生氯氣，氯氣溶解在水中會使溶液變成黃綠色。由於可能會聞到氯氣味，請務必注意通風。 ※詳細反應請點此
• 食鹽水（氯化鈉水溶液）的情況 → 不鏽鋼電極發生反應，可能會從陽極釋出氫氧化鐵（Ⅲ），導致溶液變成茶色或略帶黃色的混濁狀態。換句話說，這主要是電極材質造成的變化，而不是水溶液本身的反應。 ※更詳盡的解釋請點此，或是參考這裡。
就是因為發生了這些反應。
究竟是哪些水溶液能導電呢？
最後，我們將所有物質的導電性結果整理成表格。實驗結果揭曉！
• 純水…難以導電 • 食鹽水…導電 • 糖水…難以導電 • 鹽酸…導電 • 乙醇…難以導電 • 氫氧化鈉水溶液…導電 • 固體食鹽…不導電 • 固體砂糖…不導電
從這個結果可以清楚看到，食鹽水、鹽酸和氫氧化鈉水溶液是能導電的。相對地，純水、糖水和乙醇則難以導電，而固體食鹽和固體砂糖更是完全不導電。有時候學生可能會因為測量上的微小差異，分別判斷成「不導電」或「導電」。遇到這種情況時，由於有可能是「量」的影響，建議將所有小組的數據彙整起來共同檢視，這樣會更容易進行討論和判斷。當時我們就是使用了這份Google試算表來做資料共享。歡迎複製使用。這是一個範例：
將數據整理成表後，我們發現純水、糖水、乙醇都難以導電，固體食鹽和固體砂糖則不導電。相反地，食鹽水、鹽酸和氫氧化鈉水溶液都是導電的。
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