無字天書.docVIP

PAGE  PAGE 8 中華民國第四十八屆中小學科學展覽會 作品說明書 類別：化學類 科別：自然科 組別：國小組 作品名稱：另類無字天書──酸與鹼的圓舞曲 關鍵詞：無字天書、隱形墨水 編 號： 另類無字天書──酸與鹼的圓舞曲 摘要 在自然課中學到檸檬汁的酸性能使紫色高麗菜汁變色，因此設計了利用酸鹼性質變色而成的無字天書。 首先用石蕊試紙來做標準化測驗，確定檸檬汁的酸鹼性；再測試紫色高麗菜汁和檸檬汁交互作用後的顏色變化；並以此方法測試其他溶液，試圖找出簡易又明顯的途徑。實驗結果顯示浸泡的方式比噴霧明顯，而酸性溶液又比鹼性溶液更清楚。 本研究主要是改良傳統無字天書的製作方法，建議加入課程，能使教學活動更加有趣。 研究動機 因為五年級下學期南一版自然與生活科技第二單元「水溶液的性質」有教到檸檬汁的酸鹼性，又想到四年級的課外讀物中讀到利用檸檬汁當成隱形墨水寫字在紙上，製作成無字天書，等乾燥後在火上烤，字跡就會浮現。但是用火有安全上的顧慮，於是想知道是否可利用檸檬汁的酸鹼性，製作成不一樣的無字天書。 貳、研究目的 一、探討檸檬汁的特性 二、製作另類無字天書 三、探討是否其他汁液也具有隱形的特性 叁、研究設備及器材 一、研究設備：噴霧器、試管、滴管、毛筆、熱水、刀子、砧板、長方形淺盤、濾網。 二、研究器材：檸檬汁、紫色高麗菜、紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙、A4白色影印紙、白醋、石灰水、小蘇打水、鹽水。 肆、研究過程或方法 一、相關文獻探討 （一）酸鹼的定義 1.阿瑞尼士（Arrhenius）的酸鹼定義 凡是在水中能產生H+ 的物質，皆稱為酸。酸之所以呈酸性，是因為H+ 的緣故。此外，能在水中與水反應形成酸的物質也算是酸，如二氧化碳在水中形成碳酸。 凡是在水中能產生OHˉ 的物質，皆稱為鹼。鹼之所以呈鹼性，是因為OHˉ 的緣故。 2.布忍司特──羅瑞（Bronsted－Lowry）的酸鹼定義 凡是能釋放H+之物質，稱為酸；凡是能從別的物質中接受H+的物質，稱為鹼。 （二）別人做過的實驗 1.用稀硫酸書寫，看書時用火烤書頁，因濃硫酸可將紙脫水成碳，所以黑字會呈現出來。 2.在藍色紙張上用粉紅色的氯化亞鈷水溶液書寫，用火烤乾紙後字會變藍而隱形，噴上水後字呈粉紅色 3.在白紙上用藍色的硫酸銅水溶液書寫，再用火把硫酸銅的結晶水烤乾，字跡會變白，閱讀時再把水噴上，有字的地方會呈藍色。 4.以洗米水(浸米水更佳)書寫，用棕色的碘液噴上，有字的地方會呈深藍色。 5.將酸鹼指示劑如酚鈦溶液滴2滴於酸性溶液(如0.1M HC1)中，並利用毛刷沾酸性溶液將濾紙塗滿。待乾後利用毛筆沾取鹼性溶液(如0.5M NaOH)做為隱形墨水(無色透明)，並在濾紙上寫字，則便會在白色濾紙上出現粉紅色字來。 6.將酸鹼指示劑如廣用指示劑加於酸性(或鹼性)溶液中，再用毛刷將其塗在濾紙上而呈現紅色(或藍色)紙張。待乾後用毛筆沾取鹼性(或酸性)溶液在上述處理過的紅色濾紙(或藍色濾紙)上寫字，便會出現紅色底藍色字(或藍色底紅色字)來。 7.以檸檬汁書寫，用紅色的酚紅指示液噴上，有字的地方因是酸性會呈黃色。 （三）課堂中的實驗 由五下的自然課本中知道以紫色高麗菜汁為指示劑，滴入其他液體，顏色變為接近紅色的屬於酸性水溶液，顏色變為接近藍色或綠色的屬於鹼性水溶液，顏色依舊接近紫色的屬於中性水溶液（表4-1-1）。 表4-1-1不同酸鹼性的水溶液讓紫色高麗菜汁變色的情形 紫色高麗菜汁酸性鹼性中性紫色 紅色紫色 藍色或綠色紫色 紫色 二、探討檸檬汁特性的研究方法 分別用紅色及藍色石蕊試紙測試檸檬汁，再依據實驗結果確定檸檬汁的酸鹼性；並觀察紫色高麗菜汁與檸檬汁交互作用之後的顏色變化。 （一）以石蕊試紙測定檸檬汁的酸鹼性 1.在紅色石蕊試紙上滴檸檬原汁，並觀察結果。 2.在藍色石蕊試紙上滴檸檬原汁，並觀察結果。 （二）觀察紫色高麗菜汁與檸檬汁交互作用之後的顏色變化 1.將紫色高麗菜切碎，倒入熱水蓋過紫色高麗菜，四十分