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 (C17 H35 COOH, Stearic Acid) 5 g。 2. 氫氧化鈉 (NaOH, Sodium Hydroxide) 4 g。 3. 藥用酒精 (即 95% C2 H5 OH, 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: C17 H35 COOH + NaOH → C17 H35 COONa + H2 O 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Cn H2n+1 COOH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
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