2013年1月8日

科學遊戲-化學-看廣用試液的臉色



今年二年級導師班的學生拿康版的麻辣講義給我看,發現做題目時,有時候會感覺到答案怪怪的,經過和同事討論之後,才發現裡面練習題要修正的答案不在少數。其中有一題,頁次在88頁,重點1的第6題,題目敘述如下:承上題,若將完全中和的容易倒入蒸發皿中加熱,當水分全部蒸發之後,蒸發皿中將留下什麼東西?(注意指示劑的顏色) (A)白色的氯化鈉晶體 (B)綠色的氯化鈉晶體 (C)紅色的碳酸鈉晶體 (D)藍色的碳酸鈉晶體。

由於前幾題是將稀鹽酸慢慢滴入含有廣用試劑的氫氧化鈉水溶液中完全中和,所以(C)(D)的答案根本不具誘答力,所以使用刪去法之後,只剩下(A)(B)二擇一了,很不幸的,請教過論壇內的許多老師,沒做實驗之前的答案分成兩派,如此一來,更是讓人覺得非去實驗室作一次真正的實驗不可。認真好學的201Let's go
首先請學生自己調配含有廣用試劑並完全中和的溶液出來
各組的氫氧化鈉和廣用試劑的量均相同,但稀鹽酸的量則視各組當時的操作而定
如果依照廣用試劑的顏色分佈,那麼中和之後的溶液顏色應該呈現綠色才是

接下來就是把中和溶液倒入蒸發皿內,並在酒精燈及陶瓷纖維網上加熱
讓沸點低的水先汽化,留下沸點高的鹽類
蒸發結晶法主要是利用物質沸點的不同來分離物質

第一組:隨著沸騰現象的產生,水分逐漸消失散逸
周圍逐漸出現白色的鹽類,但中間大部分也是白色
偶有藍綠色點綴在其中,數量極少

第二組:和第一組一樣,但稍有不同
周圍出現白色的鹽類結晶,但中間也是純白色
一點點其他的顏色都沒有

第三組:和第二組是相同的結果
鹽類的白色結晶,顆粒小是因為結晶速度快,但是很完美
(第四組和第五組因為都一樣,所以省略不再敘述)

第六組:和第一組的結果相類似
析出初期,周圍先出現白色的鹽結晶,但是剩下中間部分,還是有點藍綠色

台中的楊鍾鳴老師對此也做了一系列的實驗,結論是白色的鹽是一定會產生的,但是指示劑中的色素沉澱造成結果有些許不同,例如偏酸性水溶液加熱使其蒸發結晶後會偏粉紅色,中性的話會是淺綠色的,偏鹼性的話會是偏紫色。
偏酸性水溶液中的水分蒸發後,結晶呈現粉紅色
(圖片來源:楊鍾鳴老師

所以,我還是要學生選(A)(B)當參考用,因為這是有爭議性的答案,如果是討論周圍先結晶出來的鹽,那應該是白色的,但如果是中間比較慢結晶的鹽呢?由於這些不同的顏色是來自於廣用試劑,而廣用試劑是一堆指示劑混合製成的,這些有機色素被包覆在晶體中,是否可因此說氯化鈉晶體是綠色的,真的有待商確。希望大家也能提供一下自己的意見,科學的進步來自於討論,真理越辯越明。

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