2015年4月2日

化學電解筆

作者/黃于瑄(臺大電機系學生,做事嚴謹踏實,喜好閱讀與專研問題)、張永佶(臺北市立北一女中化學教師、自然科學研習社指導老師)

2012年高中化學學科中心舉辦的闖關競賽複賽,試題中有「化學電解筆」為素材,內容要求在50分鐘內, 以最少電極與電解液呈現多彩的電解反應。我們為了獲取佳績,師生們以每組學生三人、老師一人分組,利用每週社團與課餘時間投入研究,將高中所學之化學知識運用其上,嘗試過各種化學反應,學生以環保可回收作為考量,並以多種金屬電解板進行實驗。例如利用不鏽鋼餐盤、鋁箔紙⋯⋯等,而所採用之正負電極的金屬,更是五花八門, 有勾線針、門栓、湯匙、掏耳針⋯⋯等千奇百怪,學生的創意無限,實驗結果也頗豐碩。

電解筆原理
利用可導電的材質作為導電板,將濾紙浸濕電解液後置於導電板上, 並用3個9V電池串連後的電池組進行電解。

依據電極及電解液的不同, 可將實驗反應分為以下三種:
1. 利用電解過程中產生酸、鹼性, 使其指示劑顏色產生變化
⊖負極(陰極):2H2O + 2e→ H2 + 2OH
⊕正極(陽極):2H2O → O2 + 4H+ 4e
2. 沉澱型反應
3. 錯離子型反應

變因對結果所造成的影響
不同導電板對電解的影響
1. 鋁箔:顏色易暈散,且易附著於上
2. 鐵片:導電效果差
3. 銅片:效果佳,但不易取得
4. TLC 片: 效果佳, 但仍不及於不銹鋼盤
5. 不銹鋼盤: 所需電壓值最小, 效果呈現最佳, 予以採用......【更多內容請閱讀科學月刊第544期】

沒有留言: