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近年來,臺灣中小學科學教師和學生風靡天氣瓶,其原理主要是樟腦在水與乙醇、硝酸鉀及氯化銨混合溶液內的溶解度會隨著溫度變化。當溫度降低時,樟腦析出羽毛狀的結晶,其 ...
化學示範起始探究與實作: 漂亮結晶的教師示範和學生實作
顧展兆1、楊水平2,* 1國立彰化師範大學科學教育研究所 2國立彰化師範大學化學系 *[email protected][1]
n 前言
關於混合物的分離,在「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自科學領域課程綱要」中,第四學習階段提到主題「物質的結構與功能(C)」和次主題「物質的分離與鑑定(Ca)」,以及學習內容「Ca-Ⅳ-1 實驗分離混合物,例如:結晶法、過濾法及簡易濾紙色層分析法。」。再者,第五學習階段提到主題「物質的結構與功能(C)」和副主題「物質的分離與鑑定(Ca)」,以及學習內容「CCa-Ⅴc-1混合物的分離過程與純化方法:蒸餾、萃取、色層分析、硬水軟化及海水純化等。」
近年來,臺灣中小學科學教師和學生風靡天氣瓶,其原理主要是樟腦在水與乙醇、硝酸鉀及氯化銨混合溶液內的溶解度會隨著溫度變化。當溫度降低時,樟腦析出羽毛狀的結晶,其結晶形狀實在引人入勝;當溫度升高時,樟腦的結晶溶解。本文作者設計混合物分離方法之一—結晶法—的教材,分為兩階段:(一)教師示範實驗,(二)學生實作實驗。在教師示範方面,規劃影響溶解度的兩項因素:溶劑減少和溫度下降促使晶體析出。(1)前者是使用吹風機快速帶走水分,促使硫酸鎂溶液在大塊玻璃片上快速析出美麗的結晶;和(2)後者是溫度下降促使碘化鉛晶體析出,猶如飄下著「黃金雨」。在學生實作方面,規劃四項結晶方法:(1)硫酸鎂溶液溶劑減少促使結晶析出,製作「窗戶上的雪花」;(2)尿素溶液溫度下降促使結晶析出,觀看尿素美麗針狀結晶的過程;(3)添加晶種到尿素過溶液中促使尿素快速結晶;(4)以溶劑對促使硫酸鎂晶體析出,製作「瓶中生環」;以及一項學生實作的純化苯甲酸的問題解決。本教材的設計重點是藉由教師示範和學生實作,讓學生瞭解...
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