示範主題:引火自焚的肥皂!
簡介
利用硬脂酸與氫氧化鈉反應,產生肥皂,由於所使用的溶劑為藥用酒精,所製造的肥皂中含有藥用酒精,因此肥皂可引火燃燒。 |
示範步驟
1. | 在一個燒杯中加入 50 mL 的藥用酒精 ,再加入 5 g 的硬脂酸。 |
2. | 在另一個燒杯中加入 50 mL 的藥用酒精 ,再加入 4 g 的氫氧化鈉。 |
3. | 將兩燒杯置於電熱板上加熱,並攪拌均勻直到硬脂酸與氫氧化鈉分別完全溶解於藥用酒精為止,如圖一所示。 |
4. | 慢慢地將硬脂酸溶液倒入氫氧化鈉溶液中。 |
5. | 待其冷卻,倒出燒杯中剩餘的溶液,並用水沖洗冷卻後的肥皂,如圖二所示。 |
6. | 將沖洗後的肥皂至於一塊金屬擋風板上或金屬盤上,利用火柴棒點火,發現肥皂引火燃燒囉!如圖三所示。 |
溶液和器材
1. | 硬脂酸 (C17H35COOH, Stearic Acid) 5 g。 |
2. | 氫氧化鈉 (NaOH, Sodium Hydroxide) 4 g。 |
3. | 藥用酒精 (即 95% C2H5OH, Ethanol) 100 mL。 |
4. | 兩個250 mL的燒杯。 |
5. | 電熱板一個。 |
6. | 溫度計一支。 |
7. | 火柴棒一盒或打火機一個。 |
8. | 玻璃棒兩支。 |
原理和概念
1. | 硬脂酸與氫氧化鈉反應為皂化過程,其反應式如下: C17H35COOH + NaOH → C17H35COONa + H2O |
2. | 以藥用酒精取代水作為溶劑,在製造過程中可以將藥用酒精包在脂肪酸鈉中,由於藥用酒精易燃,所以使肥皂引火燃燒。 |
教學提示
1. | 硬脂酸不溶於水,微溶於酒精中,加熱可使硬脂酸的溶解效果更好。但加熱的溫度以不超過 70 °C 為限,因為硬脂酸的熔點為 70 °C。 |
2. | NaOH 不易溶於藥用酒精中,所以需加熱一段時間,並攪拌使其溶解。 |
3. | 為了震撼效果,可將產生的肥皂全部點火燃燒,如此可引起學生的注意,但要非常小心其危險性的存在。 |
問題和參考答案
1. | 這與國中課程中的皂化方法有何不同? |
答: | 國中課程所用的方法為:椰子油 + NaOH → 肥皂 + 甘油,在反應過程中所用的溶劑為水,加少許的酒精只是為了讓椰子油易溶於氫氧化鈉溶液中,使反應更完全而已,待加熱後,少許的酒精已揮發,無法達到將酒精包在肥皂中而使酒精燃燒的效果。 |
2. | 本實驗所用的脂肪酸為飽和脂肪酸,何謂飽和脂肪酸? |
答: | 飽和脂肪酸意指符合CnH2n+1COOH的高碳數羧酸,在碳鍵間不含雙鍵、環狀的酸。 |
3. | 肥皂中包含有藥用酒精,使其燃燒,這與一般我們所見的固態酒精有何不同? |
答: | 所謂的固體酒精是在酒精中加入少量的醋酸鈣飽和溶液,再迅速地用兩個燒杯來回的倒來倒去,過一陣子,液體便會越來越黏最後變成果凍狀,即是固體酒精。 |
參考資料
1. | Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, pp 111-112, Washington, D.C.,American Chemical Society. |
2. | 林麗霞, 十萬個為什麼(II) , 國際少年出版社 ,台北市 ,1991 , 頁 124-132。 |
3. | 蘇賢錫,姜宏哲 ,兒童科學金庫 ,好兄弟出版社 , 台北市 , 1986, 頁 418。 |
適用程度
安全
● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。 |
● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。 |
http://pckchem.ncue.edu.tw/laboratory/chemdemo/85/8524008/%A4%DE%A4%F5%A6%DB%B5I%AA%BA%AA%CE%A8m!.htm
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