課程名稱 酸小姐遇見鹼先生 科別 化學 作者資料 實驗組，李致翔、許兆芳、邱庭煒、陳春男 指導教師 孟令政 授課對象 3-4年級 課程時間 2小時 教學目標 1. 利用生活中的素材，來進行酸、鹼物質混合的實驗。 2. 觀察酸性和鹼性物質互相混合後的化學反應，並進行討論及思考。 3. 能經由實際的操作，培養科學能力及建立對自然科學的興趣與好奇心機。 課程簡介 以「酸鹼」為主軸，設計了的科學活動，並藉由「動手玩科學」讓學生培養科學的態度及實驗的精神，也藉由酸、鹼物質中和的化學反應具體呈現，讓學生可以親身體驗到其「酸鹼」的奧妙。 教學流程 一、 喚起學生在學校所學的知識 授課25分 1. 生活中的酸與鹼 授課5分 想一想生活中到底有那些東西是酸、那些東西是鹼？ 2. 認識酸與鹼 授課20分 a. 認識石蕊試紙 現象： l 紅色石蕊試紙：碰到鹼性液體會變成藍色。 l 藍色石蕊試紙：碰到酸性液體會變成紅色。 b. 認識酸與鹼 定義： l 酸：是溶解在水中能產生氫離子（H+）的物質，它能與鹼產生中和作用，並且使藍色石蕊試紙變成紅色。 l 鹼：是在水溶液中能產生氫氧根離子（OH─）的物質，能與酸產生中和作用，並且使紅色石蕊試紙變成藍色。 l 中性：當溶液碰到紅色及藍色石蕊試紙皆不會變色。 c. 測量酸與鹼 l 材料：三張紅色石蕊試紙、三張藍色石蕊試紙、糖水一杯、小蘇打水一杯、檸檬汁一杯。 l 利用這三種試紙分別檢測這三杯液體並寫下來出它的變化。 本堂課所採用之材料都是屬於較無害之酸、鹼物質；但日常生活中或化學實驗室內，還有許多酸、鹼性更強的物質，例如鹽酸等清潔劑，像此類具危險性質的物品，不可以拿來做類似實驗或任意混合，以免發生危險。 二、 實驗室也能做汽水 30分 1. 製作汽水需要那些成分 授課5分 想一想大家常喝的汽水到底是用什麼東西做成的，汽水放久了會變成什麼東西。 PS：準備汽水的空罐發下去讓學生觀察。 汽水簡單來說就是糖水加上二氧化碳所完成的糖水，而汽水的成分當中哪幾種可以變成二氧化碳呢？ 2. 汽水我也會做 授課25分 a. 材料說明與認識。授課5分 l 材料：檸檬酸、小蘇打粉、糖水、水晶杯、攪拌棒。 l 注意：製作出來的汽水不能食用，必須跟學生強調。 b. 實驗 授課20分 l 檢測這三種液體的酸鹼性。 l 在水晶杯中裝入開水約150ml。 l 將10公克的糖放入杯中並攪拌均勻。 l 加入1公克的檸檬酸攪拌均勻並觀察其現象，並量測其酸鹼性。 l 加入1公克的小蘇打粉攪拌均勻並觀察其變化情形，並量測其酸鹼性。 l 比較市售汽水，並量測其酸鹼性。 三、 氣球變大了 30分 1. 問一下同學有什麼方法可以讓氣球變大？ 授課5分 2. 看看誰的比較大 授課20分 a. 材料說明與認識。授課5分 l 材料：檸檬汁、小蘇打粉、氣球、寶特瓶、電子秤。 b. 實驗 授課15分 l 每組分別倒入20CC或30CC的檸檬汁於的各組的保特瓶中。 l 每組分別取10g及20g的小蘇打粉放入氣球內。 l 再將氣球套在瓶口上，同時使用橡皮筋固定。 Ps：注意此時不可讓小蘇打粉掉入瓶內與檸檬汁反應 l 把氣球拉直讓小蘇打粉掉入保特瓶內，觀察一下是不是每組吹的氣球都一樣大，誰的會比較大。 四、 火山爆發 1. 問一下同學火山為什麼會爆發？ 授課5分 2. 看看誰的最會噴 授課20分 a. 材料說明與認識。授課5分 l 材料：檸檬汁、小蘇打粉、黏土、罐子、紙盤、紅色色素、洗碗精。 b. 實驗 授課15分 l 將罐子固定在紙盤上。 l 在罐子的周圍用黏土堆疊出像小山一般。 l 先將紅色色素與洗碗精加入檸檬汁中 l 將調配好的檸檬汁倒入罐子中。 l 等待老師將蘇打粉加入。 l 觀察其變化。 Ps：注意此時學生應遠離桌面。 注意！如果不小心被溶液噴到身體，請用清水大量清洗。 五、 課程原理 此一課程主要的原理皆套在利用碳酸氫鈉下去酸鹼中和，所產生的化學變化過程中一定會產出二氧化碳此一原理下，不斷的反覆實驗驗證。 碳酸氫鈉（化學式：NaHCO3），白色細小晶體，在水中的溶解度小於蘇打。50℃以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，270℃時完全分解。碳酸氫鈉是強鹼與弱酸經中和作用後生成的酸式鹽，因此溶於水時呈現弱鹼性。 碳酸氫鈉加入酸（如醋酸），會發生化學反應，產生二氧化碳，化學反應式如下：ＣＨ３ＣＯＯＨ＋ＮａＨＣＯ３→ＣＨ３ＣＯＯＮａ＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ 另一方面，小蘇打經由加熱會產生二氧化碳，因此常利用此特性作為食品製作過程中的膨鬆劑，其化學反應式如下：2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 所需材料或儀器 以組為單位：盤子一個、罐子一個、紅色及藍色石蕊試紙各10張、小蘇打粉、檸檬酸、檸檬汁、黏土少許、攪拌棒、電子秤。 關鍵字 酸鹼中和、二氧化碳。 與教材的相關性 218-2a.察覺生活周遭某些物質的性質會改變。 226-2a.能利用氣味、觸覺、味覺簡單區分常見食物的酸鹼性。 226-3a.能知道及區辨常用酸鹼物質的特性，及其在生活上的應用。 226-3d.能運用指示劑觀察酸、鹼溶液混合的酸鹼性變化。

理化第一章實驗中曾做過食鹽(NaCl)及硝酸鉀(KNO3)溶於水的實驗，討論溫度對溶解度的影響，那時課本介紹水對大部分溶質的溶解度是：高溫時可溶解較多、低溫時溶解較少。當時我們對於硝酸鉀的溶解度隨溫度改變如此巨大感到相當不可思議，從那時候起我們就一直想知道硝酸鉀溶解度隨溫度變化的實際情形是如何！當時老師說：「溶解度隨溫度改變的關係，在科學上有人在研究，並稱之為溶解曲線！而且不同的溶質，皆有不同的曲線！」因此我們很想研究食鹽與硝酸鉀的溶解曲線究竟有何不同，他們的變化又是如何！ 此外我們知道食鹽(NaCl)、硝酸鉀(KNO3)在溶解時為吸熱反應！而氫氧化鈉(NaOH)在溶解時為放熱反應！在理化第七章我們學到吸熱與放熱反應，我們好奇物質溶解時吸熱或放熱是否影響溶解度與溫度的關係，心中懷疑：溶解時吸熱反應的溶質，其溶解度隨溫度上升而增加；放熱反應的溶質，其溶解度隨溫度上升而減少食鹽曲線。要驗證這個假設，我們需要做出食鹽、硝酸鉀與氫氧化鈉的溶解曲線作比較。 PS：老師告訴我們：「過去只知道氫氧化鈉的溶解度很大，但確切的溶解度有多大則很少人測量，我們大概是少數想測量氫氧化鈉溶解度的人喔！值得一試！但是氫氧化鈉是強鹼，具有超強烈的腐蝕性！所以泡製氫氧化鈉溶液時必須格外注意安全！尤其還是飽和的氫氧化鈉溶液！」 貳、研究目的 測量食鹽、硝酸鉀與氫氧化鈉在不同水溫下的溶解度，詳細繪出這三者的溶解曲線，以明白看出三者的溶解度變化趨勢；並藉由觀察其溶解曲線的趨勢以驗證我們的假設：溶解時吸熱反應的溶質，其溶解度隨溫度上升而增加；放熱反應的溶質，其溶解度隨溫度上升而減少是否成立！

1. 臭豆腐並不是腐敗了的豆腐，應該說臭豆腐是豆腐的特製品，因此臭豆腐不僅可以吃，其味道還頂鮮美！ 2. 臭豆腐雖然是從豆腐製造出來的，但其成份已與豆腐的成份不同。臭豆腐的製法是先由大豆經加工做出含水量較少的豆腐，然後種入特定的?菌使其發酵。如此使原來的蛋白質分解成含有硫的胺基酸，因此豆腐的重要成份是蛋白質，而臭豆腐的重要成份是蛋白質經?菌分解後的胺基酸（因為胺基酸是構成蛋白質的基本單位）。 3. 臭豆腐是豆腐中的蛋白質經?菌發酵後所產生的胺基酸，因蛋白質是以胺基酸為基本單位所組成的高分子物質，而胺基酸是由碳、氫、氧、氮及硫等原子所組成的化合物。蛋白質經?菌分解所產生的含硫胺基酸會再進一步分解產生少量的硫化氫氣體，因而臭豆腐聞起來會有一股很像臭蛋那樣的刺鼻臭味。有人說臭豆腐越臭，味道越鮮美，這表示有臭味的硫化氫的量越多，豆腐中的蛋白質分解得越多，因此臭豆腐中就含有較多量味美的胺基酸。許多種的胺基酸都具有鮮美的味道，例如所謂的「味素」也是蛋白質經發酵成為胺基酸的產物。

Arithmetic 乃由 P.Elias所提出的壓縮理論，雖然其「理論壓縮率」頗高，但因所需之記憶體過多、速度太慢（因需大量計算），故難在早期電腦上實現，近期個人電腦速度大為提高，且記憶體尚稱足夠，但 ZIP 壓縮法和其他壓縮法（如 LZW , LZSS , ARJ 等）已提供不錯的壓縮率和多樣的功能，故鮮有 Arithmetic 壓縮法之綜跡 …… 偶在一書上見到此壓縮之理論，驚於其高壓縮之率與特殊的壓縮方法，故興「實作一番」之念，以解其「冰封」之憾 ……

化學課本裡總是籠統的指出，當膠體溶液加入電解質，便會產生凝析的現象；但從實際在日常生活中的例子，發現並非所有電解質皆會使膠體溶液產生凝析現象。我們嘗試找出那些因素在影響膠體溶液的凝析作用，並分析造成膠體溶液凝析現象的成因，同時進一步利用膠體溶液的特殊性來發展可能的應用。研究結果發現，膠體溶液中溶質的種類影響凝析的與否；牛奶及豆漿中所含蛋白質類的膠體在水溶液中帶有負電荷，其凝析現象環境的pH 值有關。但在不同鹽類溶液中，蛋白質膠體的凝析現象有所不同，可能因為蛋白質具複雜的四級結構，許多反應無法以單一的因素歸納分析解釋。澱粉類膠體本身不帶電，但Ca(OH)2、Ba(OH)2、SO42- 會使澱粉發生凝析。而墨汁膠體粒子的凝析則是對Na+離子有特異性。氫氧化鐵及氫氧化鋁為無機膠體溶液，實驗結果符合課本中對膠體溶液性質的描述。本研究也進一步利用膠體溶液的特性來發展其可能的應用；即利用氫氧化鐵膠體粒子吸附正電荷之特性，來吸附重金屬離子，再利用將濾紙層析法濾去重金屬離子，故在稀薄、無法產生沉澱的情況下，以濾紙層析應是為一種分離重金屬離子的好方法。最後，膠體溶液因成分不同，本身結構與化學性質也不同，因此對不同的試劑便會有不同的反應結果，所以對於膠體溶液是不能以一種理論概括所有的凝析現象。