2013年2月15日

科學遊戲-化學-海底花園I


曾經在2010年春,帶著第一屆免試升學的國三生到社區高中參加方金祥教授的微型化學實驗研習,裡面帶了這麼一個化學活動,稱之為海底花園,有玩過這類科學活動的夥伴就會知道,其實就是「水中花園」,又有人管它叫做水底公園,就像各地生物的俗名一樣,各有各的形容,但其實內容是大同小異的。
這就是最後成品的模樣,就像一堆從海底生長出來的大型藻類一樣
活動很吸睛,因為效果馬上看得見

器材很簡單,但是需要有一個容器,方教授所帶來的小玻璃瓶是不錯的選擇

玻璃瓶裡面加了約五分之一的矽酸鈉,也就是最近很夯的水玻璃,除此之外還要加水稀釋,添加的水用自來水就可以了,但若能用蒸餾水(純水)會更好。稀釋用的水加到玻璃瓶頸部即可,最好不要加滿,因為接下來的動作就是「搖一搖」。

不過在搖晃之前,先觀察到其中的物理性質-密度。可以看到比重大於一的矽酸鈉位於底部,水則位於上方,其間有一條明顯的界線。之所以在這裡提出比重的概念,是因為教師研習時的分享,很多國小老師會把它跟密度混為一談。比重的概念物質的密度與水的密度的「比值」,並沒有單位,值大於一代表密度比水大,值小於一代表密度比水小,這個值是與水之間的關係,又因為水的密度也恰好定義為一,所以分母為一。但若是換成與其他物質比較,密度的比值(也就是比重)就不一樣了,所以千萬不要搞混囉!
上面是三種不同的小顆粒晶體,買的時候要慎選,因為必須要粒粒皆清楚才行

特製的勺取工具-滴管頭,可自行剪裁來成裝小顆粒晶體

搖晃完成之後,形成均勻的水玻璃溶液,接著就是要添加不同種類的小晶體了。猜得到上面那三種是什麼嗎?綠色的叫做硫酸鎳,是一種八面體;藍色的是硫酸銅;紫紅色的是氯化亞鈷,都各拿幾顆就好,千萬不能太過貪心。但是要注意的是氯化亞鈷要排在最後再添加,因為反應很快哩。
三種晶體來比較長晶速度,果然紫紅色的氯化亞鈷就如同脫韁野馬般竄出
硬是比硫酸鎳、硫酸銅長得又快又好,所以才說要注意添加順序

當小晶體投入之後,將蓋子旋上,避免外界物質的入侵,此時也不可以再度劇烈搖晃,以免破壞長晶的過程,接下來就是靜置觀察的步驟了。
觀察過程中,玻璃瓶不能有震動,否則會使瓶中的海底花園遭受地震的摧殘
裡面脆弱的晶體也會如同枯枝般攔腰折斷

比較一下左右兩張照片,那一張先發生呢?

查了一下手邊的資料,發現有些實驗室還有的東西也可以拿來做這類實驗。後來才加入玻璃瓶內的矽酸鈉水溶液,就是俗稱的水玻璃,非常便宜。氯化亞鈷、硫酸銅、硫酸鎳、硫酸鋅(白色)、硫酸鐵(紅棕色)、硫酸亞鐵(淡綠色)等有色鹽類晶體均會和矽酸鈉水溶液發生化學反應,形成了五顏六色的海底花園。

沒有留言:

張貼留言