科學課:化學煉金術|可能創學-2020冬學W6D2

✅熙:這次的科學課一樣延續了之前的主題,元素。我們這次將接觸更多的實驗,也學習到更深的原理。

首先,我們必須了解,原子的電子和質子分別代表負電和正電,當原子和電子數量相同時,這稱為電中性,而當第電子發生改變,從A原子移動一顆電子到B原子身上,有趣的事情發生了,由於A原子失去了一顆帶負電的電子,所以他現在身上正電的比例會變多,就可以成為「正離子」,而B原子得到了一顆電子,負電的比例增加,就變成了「負離子」,我指的可不是吹風機喔!

而這次的實驗就圍繞在這些換來換去的電子身上,我就舉最酷的硬幣鍍金實驗來講好了。實驗內容大體來講就是我們把一元硬幣丟到氯化鋅和鋅粉的混合物中,由於鋁化鋅有鋅離子,所以會搶走鋅粉的電子,然後變成鋅粉,但是鋅粉被搶走電子,就變成了鋅離子,所以就不斷循環不斷循環,最後一元硬幣丟進去,這些金屬找到了比較好的載體,就從此蹲在硬幣上了,所以硬幣只是外面度一層鋅而已,並沒有發生本質上的變化,不過還是超酷的就是了。

而接下來把你的銀幣拿去火上加熱,由於高溫導致硬幣的銅和外面的鋅混合,變成了黃銅色的合金,所以看起來才會像金幣,實在很有趣,可以看到銀色和金色的金幣,這種化學的變化真的非常神奇!

✅瑜:今天的科學課中的第一個實驗是,把鋅粉加入銅離子裡面之後, 大家知道銅離子是什麼顏色的嗎?銅離子是有點像藍綠色的顏色,可是他的藍綠是特別藍的那種,總之就是很好看的顏色,把鋅粉加入銅離子裡面之後,鋅粉就會透過搖晃慢慢變成結塊的銅(看起來很像生鏽),而且聞起來還有濃濃的鐵鏽味,蠻奇怪的味道。

接下來是鹽酸加上鋅粉的實驗,把這兩樣物質加入試管裡面之後用拇指壓著,大概等個一分鐘之後,再把打火機拿出來,然後先點好火,把火移到試管口之後拇指移開,再來經過火燒就會有很小聲的「嘣!」一聲,那是因為他產生了氫氣,所有才會有聲音。

再來是第三個實驗,先把硫酸銅加入燒杯中,再來加入食鹽,攪拌一下之後就會發現,食鹽變成黃色了,而原本是藍色的硫酸銅就變成了藍綠色,在這之前我們做了一個實驗,把鋁箔紙加到硫酸銅裡面,正常來說鋁箔紙應該要被腐蝕的,但是鋁箔紙的外層還有一層氧化鋁,他保護著鋁箔紙中的鋁不與硫酸銅中的銅相遇產生反應,所以把鋁箔紙加到硫酸銅裡才不會被腐蝕,那各位也會疑惑,為什麼加了食鹽就可以讓鋁箔紙被腐蝕呢,因為食鹽的成分中含有的化學物質把氧化鋁戳了肉眼看不到的小洞,這個小洞就讓銅可以和鋁反應。

再來是今天的最後一個實驗,把一元硬幣變成金色和銀色,當然也可以從金銀色變回銅色,首先是要量固定公克的氯化鋅和鋅粉,量好之後要加入燒杯中加熱,加熱到有點煮滾,完成之後就把閃亮的一元加入溶液中,攪拌一下之後就會變成銀色了,其實這個步驟只是把鋅鍍到銅上面,銀幣裡面還是銅的,接下來用火或酒精燈考一下銀幣,銀幣就會變成金幣,當時做實驗的時候大家都覺得很神奇呢,再來要如何變回銅色呢,只要再烤一下就可以了,但是如果用黑金爐就要烤個五分鐘左右,如果用酒精燈就是烤一下就完成了,雖然材料有點複雜,不過這個實驗非常有趣,很推薦大家自己買材料實驗。

✅宸:科學課中我們做了很多的實驗,來證明「活性表」是正確的,第一個實驗:我們用硫酸銅(銅離子)和鋅粉(鋅金屬),攪拌後讓銅離子變成紅棕色的銅金屬,在第一個實驗,我們證明了「鋅」的活性比較大;再來我們做了一個類似「氫氧鞭炮」的實驗,我們在鹽酸中加入鋅粉,因為鹽酸是「氯化氫」,而氫的活性較低,所以會冒出氫氣,

科學課中我們做了很多的實驗,來證明「活性表」是正確的,第一個實驗:我們用硫酸銅(銅離子)和鋅粉(鋅金屬),攪拌後讓銅離子變成紅棕色的銅金屬,在第一個實驗,我們證明了「鋅」的活性比較大;再來我們做了一個類似「氫氧鞭炮」的實驗,我們在鹽酸中加入鋅粉,因為鹽酸是「氯化氫」,而氫的活性較低,所以會冒出氫氣,再與外面的氧氣接觸,點火後,就會爆炸;最後我們把一元變成銀色和金色的。

✅宇:除了「中子」、「原子」、「電子」這三子之外,還有一種子叫「離子」,離子是指「電荷偏離原子且一般狀態後形成的粒子」,若失去電子,會得到正離子,反之,若得到電子,就會得到負離子,而我們可以用「對電子喜愛程度」來將元素週期表分成三類:

1.討厭電子的叫金屬元素,容易形成正離子、傾向被氧化、被作為還原劑。

2.喜愛電子的叫非金屬元素,容易形成正離子、傾向被氧化還原、被作為氧化劑。

3.而最後一種叫類金屬元素,他能在可控製的情況下改變正離子與負離子的狀態。

在知道了金屬、非金屬和類金屬後,我們就能認識金屬活性表:金屬活性越大,越喜歡丟出電子;金屬活性越小,越喜歡留住電子。以下是金屬活性表:

鉀>鈉>鈣>鎂>鋁>鋅>鐵>錫>鉛>銅>汞>銀>鉑>金

從表中可以發現,假設我們有鋅粉(鋅元素)和銅離子,因為鋅大於銅,所以鋅會把他的電子丟給銅,以至於變成鋅離子和銅元素。

✅齡:我從這堂科學課中了學到元素週期表的數字,原子序-就是有多少數量的質子,就是哪個數字。

一種東西,可能會有很多種說法:「失去電子」就是「正離子」-「氧化」-「還原劑」/「得到電子」就是「負離子」-「還原」-「氧化劑」。

如果在實驗中碰到無法解釋多現象,通常有兩種原因:
一、還需要做修正
二、要引用其他理論

在活性表中,可能會看到碳、氫,他們都不是金屬,但因為工業上會用到,他們又很便宜,所有才會加入裡面。

我們做了四個實驗,這些實驗有兩個是要證實活性表是正確:
一、將銅離子-藍色(硫酸銅)加入一個小碟子,之後再放入鋅-灰黑色(電中性),會發現變成紅棕色,因為銅被還原。

二、要準備的材料:鋅粉、鹽酸(在水中電解出氫離子、氯離子)
首先講鹽酸倒入試管中-再加入鋅粉-會發現一直冒泡泡(氫氣)-之後再點火-就會發出ㄅㄥˋ一聲-放久後鋅粉會不見。

三、要準備的材料:硫酸銅、鋁箔紙、食鹽(氯化鈉)
首先將硫酸銅跟食言加入燒杯中-會發現變成綠色-再加入鋁箔紙-它就會與銅接觸-久一點後就氯蝕(氯離子破壞原本鋁箔紙表面的氯化鋁)

四、這個實驗是我最喜歡的,需要的材料有:一元硬幣、氯化鋅、鋅粉、燒杯、加熱器材、鑷子
首先準備一元硬幣,放入一個燒杯,燒杯內有水和檸檬酸-放久一點後再拿去洗乾淨-拿出另一個燒杯,加入氯化鋅7g、鋅粉、純水50ml-攪拌後放上加熱器材-等到煮滾把硬幣放下去-這時你會發現他慢慢的變色-變成銀色-拿起硬幣去沖洗一下-擦乾後放到加熱器上-放了一段時間-它變成金色-如果在放久一點會變成醜醜到銅色,變不回原本的顏色。

解析:鋅會入住硬幣的表層(銅)-加熱後會變成黃銅,鋅離子會變金屬鋅,是相互的。

✅涵:今天早上的科學課我們做了超酷的實驗,我們先把銅色的一塊錢變成銀色的,然後再把銀色的一塊錢變成金色的,最後我們把金色的一塊錢再變回原本的銅色,這個過程真的超酷的喔!

首先我們把7g的氯化鋅(鋅離子)和2g的鋅粉(鋅金屬)放入純水當中,接下來再把它煮到沸騰,然後再把銅色的一塊錢放入水中攪拌,之後再拿出來冷卻,原本銅色的一塊錢就變成銀色的了!把銀色一塊錢上的鋅粉洗掉之後,我們再把它直接放到爐子上加熱,過了大約一分鐘左右銀色的一塊錢變成金色的了,如果再繼續加熱的話金色的一塊錢就變回銅色的了!!!

我真的非常喜歡這個實驗,材料非常簡單,原理也還算可以理解,不用上色就可以輕易改變一塊錢的顏色,我覺得真的好神奇喔!

✅皙:今天的科學課,我們學習了關於原子與離子,電荷偏離原子一般狀態後形成的粒子,就是離子。離子如果失去電子,會得到正離子, 如果得到電子,會得到負離子,但千萬不要亂買負離子吹風機之類的物品,因為那種的負離子含量低,其實作用很快就會消失。

我們還做了實驗,我最印象深刻的是將一元錢幣變成銀色和金色的,原因是因為我們將氯化氫加入溶液中提供鋅離子,部份的鋅金屬氧化變鋅離子,也有部分的鋅離子還原變成鋅金屬,所以看起來是像把鋅度到銅上。接下來再把它拿去高溫加熱,表面的鋅和銅會微微融化,形成金黃色的黃銅。

✅媗:今天的科學課我們比較多是在做實驗,以往都是知識比較多,今天總共做了4個實驗,令我最印象深刻的是最後一個,叫做一元硬幣變黃金,是要先從1元硬幣原本的銅色,變成銀色最後在變金色,要用乾淨的一元硬幣來做,先用7公克的氯化鈉+水+2克的鋅粉,要加熱煮到沸騰(用黑晶爐),之後再把一元硬幣放下去,如果一次要放很多個硬幣就需要攪拌,避免黏住,等到沸騰了,就可以拿起來了,但現在拿起來的顏色是銀色,拿起來時因為很燙,所以要放在冷水裡,之後拿去洗,洗完之後再放上黑晶爐加熱,就變金色了。

在科學課每次都會有很有趣的實驗,這次是這學期最後一次科學課了,期待之後的課程。

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