科學玩具－電化學－拆解碳鋅電池

原文發表於Yahoo奇摩部落格2011年05月09日。

從前思考過國三的電化學的課程該加進去哪些實作的課程，而要切入的第一個點無非就是電池。電池在國中課本裡面有提到但著墨不多，而且接近了基測，所以會讓很多老師在進度的壓力之下，僅帶著學生進行紙筆作業，進行兵推。

很多課程都是在人的問題，制度是死的，但思考是活的。同一件事也因為人的因素而有千千百百種變化，所以產出來的東西也是讓人眼花撩亂。電池就是這樣，到市面3C通路商店中去找找，掛在陳列架上的吊卡上的電池規格足以讓人無所適從，只能看型號來按圖索驥。

就拿最常見的、用途最廣的，就是底下的乾電池。之所以會選用乾電池作為入門，是因為比鋰電池容易拆解，便宜且方便取得，比起鹼性電池來說也較沒有危險性，所以1.5V的圓筒型和9V乾電池是最方便的材料。

乾電池裡面不是乾的，它的名稱來源是相對於濕電池來說

從側邊可以讀取到它的型號與電壓，這是第一眼應該要提醒學生注意的地方

第二個地方就是要看它的標示Dry Battery，的確是乾電池的直接翻譯

而Mercury Free則是標榜無汞，並不是續杯免費

最後要注意的是最佳使用期限，2007-02表示最好在2007年2月之前使用完畢

讀取完重要的資訊之後，其實就好像細細品味完一個人的外表，接下來當來是要把外衣脫掉，伸出貪婪的雙手…咦？我在寫什麼？其實就是預備拆掉外殼罷了。先把外包裝脫去除，很多沒有拆解過電池的人會認為那些有印上品名、標籤的外殼就是鋅殼，其實不是，而且這是蠻常見的迷思。

剝除外殼之後，會發現金屬底板自行脫落，裡面是另一個金屬圓筒

別急，這只是剛開始，還沒拆到重點部位呢

你所需要的工具有鉗子及工作手套，視情況還可能需要美工刀幫忙切開比較密合的部位。工作手套是防止手部與工具間的滑動，並保護皮膚不被銳利的金屬殼邊緣劃傷。使用鉗子夾住金屬圓筒的接縫處，再開始向同一個方向扭轉，慢慢地將金屬殼撕裂下來。

用鉗子即可將外殼剝除，剛開始映入眼簾的有塑膠墊、紙張

隨著拆解的過程，裡面的黑色物質會逐漸迸現

充當負極的殼是因為活性大而容易失去電子，進行的是氧化作用，所以就選擇了鋅，黑色的圓柱碳棒在眾多化學物質裡的作用只是當做惰性電極，正極的反應物是同為黑色的二氧化錳，只是國中課本並不是每一家都講得那麼細，所以並沒有特別強調這一點。

鋅殼的內層因為進行氧化反應，所以裡面的樣子是灰暗的，夾雜著小斑點

包覆在眾多化合物外的紙張有著分隔的效果

打開紙桶上方的塑膠墊，內部是黑漆漆的一片

塑膠墊的功能是隔絕正負極，而黑色的粉末狀（糊狀）則是電解質

逐漸將紙筒撕開，氯化銨等等電解質會以大小不同尺寸的成塊掉落

當撥掉一些之後，有根黑色的棒狀物逐漸出現

剝得漂亮的話，還可以完整的呈現出中空圓孔，圓孔的位置就是碳棒佔去的空間

拆解到最後只剩下正極的構造，在碳棒的周圍包圍著一層圓形的墊片

主要是要讓碳棒固定且附著在正極金屬圓板上

這一層半徑稍小於上方的塑膠墊的固定墊片也可以拆解下來

而正極中央有稍微凸起的圓點，即為乾電池的證明

這個拆解的動作大概需要十五至二十分鐘左右，但是後續可以延伸出很多相關課程。它的好處是隨著逐漸向內部探索，學生可以發現並用手觸摸內部的化學物質，不再只是從圖片中認識電池。這樣的活動也不花多少時間，但肯應讓人印象深刻，有工具和材料時，一定要拆來研究看看。不過要注意的是鹼性電池裡面裝的是強鹼性的電解液，千萬不要去拆它或毀損它哦！