酸與鹼相遇會發生什麼? 看得見的化學戲劇「中和結晶」製作實驗(鹽酸與氫氧化鈉)

逐工攏是實驗室!我是科學教練桑子研。

大家敢有想過,「酸」佮「苦(鹼)」這兩種完全無仝款的個性拄做伙的時,會發生啥物代誌?佇科學的世界,這是一種充滿戲劇性的「中和」反應,兩邊強大的個性會互相牽制、互相抵銷。這擺,我想欲共逐家紹介一個超心適的實驗,咱欲來揣揣看化學反應留落來的「跤跡」——也就是水甲欲死的結晶!只要簡單的材料,看色緻的變化,就能體會科學的神奇喔!

代先準備好!愛成功就要看「濃度」準無

欲做實驗就參煮食仝款,「準備工」上重要。咱準備的材料有:酸性的代表「鹽酸」,佮鹼性的代表「氫氧化鈉」,兩爿攏是用 0.1mol/L 的水溶液。

講著這個濃度,其實是有撇步的。0.1mol/L 的濃度反應袂太過激,色緻的變化閣清清楚楚,上適合予學生來動手做實驗,是一個「拄拄好」的濃度。

這擺我的準備方法是:佇 480mL 的水加進 4mL 的鹽酸;另外用 500mL 的水溶入 2g 的氫氧化鈉。按呢準備落來,欲予 4 個班級(一班 10 組)來做實驗就攏好勢矣!

實驗開始!親像魔術變色的瞬間

https://youtu.be/8fFc48zfGZc

① 予鹽酸染上「酸的色緻」

首先,用滴管抽 10mL 的鹽酸放入 100mL 的燒杯(若是一班的分量,會使先倒好)。這時陣,記哩佇燒杯下跤墊一張白紙,按呢色緻的變化會看較清楚。 接著滴 5 滴左右的 BTB 溶液落去,瞬間就會變做真令人的黃色!這就是代表溶液這馬是「酸性」的。

變做黃色矣!

滴管的用法愛靠手指頭仔細膩控制,這是科學實驗的基本功,愛趁這馬練習予好。

② 中和反應的「相拔河」

再來,咱每次加 2mL 的氫氧化鈉水溶液進去,用玻璃棒輕輕仔攪拌。

這張相片是準備的情形。白色是氫氧化鈉,紅色是鹽酸。 若是準備予一班的分量,會使事先佇試管放好 4mL 的鹽酸佮 14mL 的氫氧化鈉。

原本黃黃的溶液,逐擺加氫氧化鈉進去時,會閃一下青色,隨閣變回黃色。等到加差不多 10mL 的時陣,溶液終於變做青色(藍色)!這表示已經偏向「鹼性」矣,也就是講離目標「中和點」已經無遠矣。

哎唷!加傷過頭矣!

③ 調整的過程上好耍!挑戰「完美的草仔色」

若是變做青色,真正的挑戰才開始。這時陣愛用鹽酸「一滴一滴」慢慢仔加,細膩調整到變做代表中性的「草仔色(綠色)」。

「啊!閣變回黃色矣!」「這擺太青矣啦!」

這種攑來攑去的微調過程,其實是規個實驗上鬧熱的所在。當平衡拄拄好、變做彼種水水的綠色彼一刻,逐班攏會傳來歡呼聲。手路緊的組別,大約 10 分鐘就能達成這個「奇蹟般的綠色」。

完成矣!

最後的壓軸——微觀世界的寶石「結晶觀察」

中和好了後,最後的工課來矣。滴一滴溶液佇玻片上,等水份蒸發。結果會發生啥物事咧……? 下一堂課用顯微鏡一看,你會看著一粒一粒四四方方、透明水水的結晶現身矣!

佇玻片寫上編號會較利便喔。

雖然是下堂課才觀察,不過若是老師先做予學生看,當場就能確認結果,按呢也袂䩧。

這個結晶的真面目,就是咱平時咧食的「食鹽(氯化鈉)」。這就是酸佮鹼結合變做完全無仝物質的證據。看彼種整整齊齊的立方體,真像微觀世界的寶石呢。

 

有時陣也會看著親像樹枝形狀的結晶,彼可能是賰下來的氫氧化鈉。

看色緻變化的趣味,學化學基本的「中和反應」,最後閣能觀察結晶,這個實驗真豐富。 雖然準備愛一點仔功夫,但是看到學生驚訝閣歡喜的神情,身為科學老師,真心覺得辛苦是有價值的!逐家也來體驗看看這場「色彩的魔術」佮「結晶的光芒」,體會科學的趣味吧!

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