2012.02.01 多采多姿的金屬

相信大家都有聽過有機食物，但是，有聽過無機食物嗎？別忘記，化學四大領域包括了：有機化學、分析化學、物理化學，別忘了還有無機化學喔！相對於大家接觸很多的有機化學，對於無機化學的了解可能相對的比較少，但是，別忘記囉~無機化學最基礎的意義就是除了有機化學之外的範疇就是無機化學，那，應該可以想像是多大的一塊寶藏了吧!!

[圖1.1]  今天無機化學的課程是由管老師主講喔!!

一開始，大致上我們可以分成非金屬和金屬來介紹無機化學在日常生活中千變萬化的型態喔!!
大家應該都知道，有機體的成分一並含有"碳"的存在，但是，如果只有"碳"單一的元素，卻是無機化學的範圍。(另外還有幾個條件也是物質本身含碳，但是被歸類無機化合物，這要注意
！)
石墨與鑽石，應該是大家常聽過的例子 ，兩者皆是由碳組成的，但是為什麼表現出來的特性缺差著麼多呢？喔~原來是他們的碳元素之間組合的方式不同(同素異形體)。

[圖1.2]  這就是石墨的樣子 !!

石墨是由一個碳原子僅連接著相鄰的三個碳原子，排列方式呈蜂巢式的多個六邊形，為一個平面結構，也是因為如此，所以石墨是電的良導體喔!!(按我見參考資料)。

[圖1.3]  這就是閃閃動人的鑽石阿~

鑽石，碳原子按照四面體成鍵方式互相連接，為一個立體的結構，因此導電不易，但是也因為如此有極高的硬度喔!!(按我見參考資料)

那金屬除了金屬的光芒之外，那還有什麼樣子的特色呢？大家都知道，人體的血液為紅色，但是，你知道在這一個地球上，有生物的血液為藍色的嗎？

[圖1.4]  這就是活化石，鱟!!!

沒有錯，你看到的就是血液為藍色的生物，鱟。是因為，他們血液中含有銅離子的存在，大家應該有印象，銅離子的溶液為藍色！因此，他們的血液就是藍色的囉~千萬別再認為只有外星人的血液才是藍色的啦~(按我見參考資料)

[圖1.5]  管老師正在介紹鱟這種奇妙的生物！

這樣的介紹是希望同學對於無機化學有一些很基本很基礎的認識，在下學期的課程，我們會刻意排上三堂的無機課程當作是今天內容的進階！到時候一定可以更能體會到無機化學千變萬化的翩翩風采~

為了偷偷的讓各位先體驗的什麼是千變萬化風采翩翩的無機化學，就先來做一個小實驗，號稱是將海底美麗珊瑚礁的風光帶回家喔~

[圖2.1]  管老師正在向大家介紹海底風光的作法！

[圖2.2]  水玻璃是今天的主角!!

[圖2.2]  這些藥品也是今天的主要角色，沒有他們就沒有繽紛的海底世界了！  

[圖2.3]  先將水玻璃取3毫升放進樣品瓶中！

[圖2.4]  再加入水至八分滿~

[圖2.5]  在奮力的將水和水玻璃搖均勻~ 

[圖2.6]  像這樣子就差不多囉~

[圖2.7]  這就是要加入的藥品，由左至右分別是：氯化鋁(白色)→
硫酸銅(藍色)→氯化亞鈷(粉紅色)→氯化鐵(綠色) 

[圖2.8]  小心的將藥品加入樣品瓶內！ 

[圖2.9]  你可以細心的一點一滴的安排各種藥品的位置！  

[圖2.10]  也可以非常豪邁的，任其命運做決定！

[圖2.11]  這就是加完之後的樣子喔~

[圖2.12]  靜置在桌上，靜靜觀察它的變化！

[圖2.13]  你會發現...真的再長高耶~

那我們就來一起欣賞大家的海底世界吧~

[圖2.14]   恩~是一座中規中矩的海底世界!!

 [圖2.15]  恩~長的還滿有生氣的喔!!             

[圖2.16]  這樣的海底是有點.....複雜~         

[圖2.17]  天啊~~這好像是... ...想像中的
外星世界啊~                                                       

[圖2.18]  你的海底世界....... 怎麼會有紫色
的葡萄~

[圖2.19]  這好像比較類似地球的
海底地形~

 [圖2.20]  這有一種蔓延到天上的天空樹的
感覺~很酷吧!!!

[圖2.21]  如果已經不想再破壞這海底世界的生長，
就小心的使用滴管將樣品瓶加滿水！

[圖2.22]  管老師只用Parafilm將蓋子封住，以防止任何氣體進入喔~

[圖2.23]  你也可以選擇自己將屬於你的海底世界做個完美的結束喔~

那大家還記得這一個精美的實驗原理嗎？其實是因為膜和原本結晶之間的濃度，比起膜之外的濃度高出許多，所以外圍的水會想要擴散進來。這個滲透壓使膜的體積增大，洞因此形成且很快的被鹽類填入。因為不溶性金屬鹽的濃度在膜的最上方最小，所以這個地方最容易破掉，於是繼續由此往上生長，就如同我們平常所見的樹一樣。不知道大家將這瓶海底世界帶回家之後，會有什麼變化呢？請繼續觀察，如果有驚人的成長的話，請記得通知我們喔~

其實水玻璃在去年有一個非常大的功用！就是去年日本因為海嘯而岌岌可危的福島核電廠，由於反應爐的溫度居高不下，而冷卻系統壞掉了，此時，科學家決定引入海水降溫。但是，發現地層有許多的裂縫，科學家深怕因為通過反應爐的海水有輻射汙染之後，透過裂縫再次回到大海，跟隨著洋流汙染了全世界，造成無可挽回的後果。於是想到利用水玻璃的功能，當水玻璃灌入反應爐時會隨著時間而漸漸的硬化，不至於流入岩層隙縫之中！亦可以達到降溫的效果。此為去年(2011)最紅的一項話題之一！當時的新聞：“水玻璃”奏效 福島輻射水停止洩海

要記得洗手喔!!!因為~現在我們要開始吃午餐啦!!!!!(離開實驗室一定要把雙手洗乾淨喔!!!

[圖3.1]  挖~今天的午餐是咖哩飯耶~ 

[圖3.2]  看來今天的咖哩飯很好吃喔!!大家別忘記還可以加飯加菜阿~

下午的實驗課程，跟著今天早上的主題走，早上我們有介紹了一些金屬的性質，現在，就是要藉由實驗來確認金屬的性質是否和老師說的相同！

當鎂帶在持續提供給大量的熱源之下，會放出如太陽光一樣強烈的白色光芒，如同龎老師說的一樣，要學會保護自己，不要直視這樣的強光太久喔!!會對眼睛造成傷害喔！

[圖4.1]  將鎂帶燃燒過後的白色粉末(氧化鎂)放入清水中，再加入酚酞測試
發現會呈現出紅色，表示此液體為鹼性！

[圖4.2]  哇~只要輕易的將鎂帶放在噴燈下燃燒，一下子就會有刺眼的白色光芒囉~

咦... ...怎麼同學們都站遠遠的阿~到底是發生了什麼事情呢!?

[圖4.3]  哎呀~原來是龎老師拿出了巨無霸等級的鈉塊....
明眼人都知道... ...快跑啊~

看到鈉塊的驚人實力了吧!!要再強調一次，這些實驗都是老師們從構想到實作，一次又一次的修改到最安全最有把握的時候，才會放心交給同學來操作，但是，千萬別掉以輕心喔!!!畢竟，小心為上測阿~接下來就換同學來自行操作囉~

[圖4.4]  龎老師正在將鈉塊利用美工刀切塊！ 

[圖4.5]  不要懷疑，屬於金屬的鈉質地就是比較軟利用美工刀就可以切割了！

[圖4.6]  仔細看橫切面，會發現一樣的有金屬光澤，但是，活性太大一下子就氧化了~

[圖4.7]  感受到威力了吧!!! 

[圖4.8]  哎呀~怎了會驚嚇成這樣呢?!

對了！這次龎老師附送了一個在學校看不到的實驗！就是碘加上鋅粉你們猜猜會發生什麼樣的現象呢?!

[圖4.9]  固態的碘 

[圖4.10]  加上鋅粉之後使用研缽和杵，將他們混合均勻一下。之後... ...

是不是很夢幻的效果呢？產生的紫色氣體就是碘的氣體，因為碘的氣體是有毒性的，不太常和大家見面！這就是老師送大家的小禮物阿~

結束了剛剛驚險又刺激的實驗，肚子是不是不小心就餓了起來呀~嗯!!!時間到囉!!!又是大家最喜歡的~點心時間囉!!!

[圖4.11]  哇~今天的點心好豪華喔!!! 

[圖4.12]  辛苦的結束了實驗，先休息一下好像也不錯喔~

吃飽喝足了，當然不是就回家啦~我們還有一個很驚人的實驗喔~快快快!!!!收拾起餐具，我們再回到實驗室，開始今天最後一個實驗囉~

相信大家都對"奈米"(nano)這個名詞不感到陌生，今天就要帶大家認識一下"奈米鐵"著一個東西，到底和一般的鐵有什麼不同呢？

[圖4.13]  這就是我們的起始物草酸鐵 

[圖4.14]  用噴燈開始加熱試管

[圖4.15]  持續加熱攪拌至管內黃色粉末變成黑色為止。 

[圖4.16]  蓋上軟木塞

[圖4.17]  等待冷卻之後，利用磁鐵吸取發現黑色的粉末會被吸取即可

龎老師最後問得為什麼？大家還記得原因嘛!?!?回答得非常好！就是因為鐵已經成為奈米的等級，變得十分細微，比一般的鐵粉還要再細緻，因此很容易和空氣產生摩擦，產生了溫度，使得燃燒的三大條件都達成了！(燃點、助燃物、可燃物)因此就可以開始燃燒囉~

[圖4.18]  這就是此反應的化學反應式！(是不是要開始學習化學語言拉~)

[圖4.19]  開始自己操作囉~~ 

[圖4.20]  仔細看試管內部有萬馬奔騰的感覺，要注意，開口要朝沒有人的地方喔!! 

大家做出來的奈米鐵品質都不錯喔!!!都可以有很棒的效果喔!!!優秀優秀!!!

其實，這個實驗還有另外一個目的就是，大家先入為主的觀念都太重了！都認為說"鐵"不可能燃燒，但是，很多東西變動的條件很多的現象都會超乎你的想像喔~因此，我們在面對一間事物或是東西的時候，要記住，一定要"重新開始"好好認識他喔!!!千萬別被舊觀念限制住囉~~

向大家報告一個好消息~就是... ...管老師不小心說溜嘴了!!!!明天會有有獎徵答的時間... ...奮力搶答而且答對的同學會下一項精美的神秘小禮物....就是....就是......就是.....看以下的影片就知道囉~~

至於內容是什麼，屆時請同學們拿到好好觀察就知道囉~~