创意微型试验—微型化学环保鞭炮 - 台湾化学教育.PDF

臺灣化學教育 微型化學實驗 創意微型實驗—微型化學環保鞭炮 方金祥 創意微型科學工作室 chfang1273@.tw 每逢節慶喜宴或廟會等都少不了會施放 微型化學環保鞭炮之設計與製作過程詳 鞭炮，然施放完後就會留下一大堆的炮竹垃 述如下： 圾，由於大部分的人不敢施放鞭炮，為使學 生們能體驗施放鞭炮所產生的具震撼的響  微型化學環保鞭炮之設計與製作 聲，特設計一套能在實驗室甚至直接在教室 一、材料與工具 就可施放的微型化學環保鞭炮。 塑膠細長型滴管 （3 mL ）1 支 、塑膠注  原理 射筒（10 mL ） 1 支 、注射針頭 3 支 、直流 電源 （9 V 乾電池 ） 1 顆 、扣帽 1 條 、鱷魚 利用微型電解裝置將水電解所產生氫氣 夾（Y 字型） 2 粒 、太陽能電池板 1 片 、穩 和氧氣一起通入裝有清潔劑水溶液 （或肥皂 壓器 1 組 、手搖發電機 1 組 、塑膠試管 1 水）之凹槽中，使其形成一個一個含有氫氣 盒 、熱熔膠槍 1 支 、清潔劑 1 瓶 ，如相片一 和氧氣體積比為2 : 1 之泡沫堆積在凹槽中清 所示。 潔劑水溶液的表面 。電解鹼性溶液水的反應 式，如式[1]~[3]所示。再用點燃之火柴去點 二、微型化學環保鞭炮之設計與製作 燃含有氫氣與氧氣之混合氣之泡沫，便會發 微型化學環保鞭炮係由微型電解裝置 出超 「ㄅ一尢、」的爆鳴聲，有如點燃鞭炮 與多孔凹槽兩部分所組成： 似的響聲，謂之 「微型化學環保鞭炮」。氫氣 與氧氣的反應式，如式[4]所示 。 （一）微型電解裝置之設計與製作 – – 正極（陽極）：4OH (aq) → 2H O(l) + O (g) + 4e E = -0.401 V [1] 2 2 o 負極（陰極）：4 H O(l) + 4e– → 2H (g) + 4OH– (aq) E = -0.828 V [2] 2 2 R 全反應（電解）：2H O(l) → 2 H (g) + O (g) E = -1.229 V [3] 2 2 2 點燃爆炸：2H (g) + O (g) → 2H O(l) + 571.66 kJ/mol E = +1.229 V [4] 2 2 2 235 Chemical Society Located in Taipei C