創意微型實驗—微型氧氣製備裝置 方金祥 創意微型科學工作室 chfang1273@yahoo.com.tw 在國中和高中化學實驗中有關氧氣製備之實驗，其裝置是採用傳統式氣體製備裝置（相片一），此套裝置皆是由玻璃器材組成，由於組裝不易且實驗費時，耗用藥品也較多，易造成污染，實驗後清洗不易。因此本人設計改良而成一套「微型氧製備裝置」。此套裝置曾榮獲1997年中華民國第八屆發明與創新展覽會一等獎及特別獎（見附註一），並於1998年以「簡易氧氣製造供應器」獲得中央標準局新型第138233號專利（見附註二）。本裝置曾於1998年在高雄市教師研習中心舉辦之簡易化學實驗教具製作研習，以及本省南區和澎湖等八縣市及金門縣舉辦國中理化科減量減廢改良實驗推廣研習中加以製作與實驗，另於2001年至2002年間在教育部經費支助之下，特別選擇在屏東縣及高雄縣偏遠地區、離島及山地學校等八所國民中學舉辦校內師生研習活動，曾參與研習之教師與學生合計約有三、四百位，每位教師與學生均感到此一裝置器材簡單、製作容易、操作方便、效果正確，此外又可減少很多藥品之消耗，降低污染程度，真可謂之為一兼具有減量減廢環保理念之綠色實驗，實值得在進行活動取向之化學教學中加以推廣使用。於此特將「微型氧氣製備裝置」之設計與組裝過程與在化學教學上之應用詳述如下： 相片一：傳統式的氣體製備裝置 n  微型氧氣製備裝置之設計與製作 一、  材料、器材與藥品 （一）     材料與器材（相片二） 塑膠注射筒（35 mL）1支、注射針1支、通塑膠活栓（2-way stopcock）1個、塑膠培養皿1個、塑膠噴霧瓶1個、單孔橡皮塞1 個、橡皮管（內徑3 mm，長20 cm）1條、塑膠試管1支、熱熔膠（槍）1 組    塑膠注射筒（左）、塑膠噴霧瓶（中）、雙通塑膠活栓（右）   塑膠培養皿（左）、熱熔膠（槍）（右）   注射針（左）、塑膠試管（右） 相片二：使用之材料與器材 （二）     藥品（相片三） 雙氧水（20％ H2O2）50 mL、二氧化錳（顆粒狀）數粒    雙氧水（左）、二氧化錳（中）、顆粒狀二氧化錳（右） 相片三：雙氧水與顆粒狀之二氧化錳 二、  設計與製作過程 （一）     微型氧氣製備裝置之設計 利用1支塑膠注射筒、1個雙通塑膠活栓及1個塑膠噴霧瓶等簡易器材，設計一套製備氧氣之「微型氧氣製備裝置」，可將藥品分別存放於塑膠注射筒及噴霧瓶內，要製造氧氣時可隨時使其發生反應。 （二）     製作方法 1.      將1支35 mL塑膠注射筒之活塞拔出，然後在距離注射筒上方3公分處用鑽孔器挖一直徑約1.5公分之孔洞，作為反應管，如相片四所示。   相片四：拔出塑膠注射筒之活塞，並在注射筒上挖一孔洞 2.      用熱熔膠將塑膠噴霧瓶之噴嘴黏在塑膠注射筒之孔洞中，如相片五所示。   相片五：將塑膠噴霧瓶之噴嘴固定在注射筒之孔洞中 3.      將2個大小相同的2個塑膠培養皿背對背用塑膠帶固定起來，如相片六所示。   相片六：用塑膠帶將2個塑膠培養皿背對背固定起來 4.      […]

創意微型實驗— 微型氯氣製備裝置及在化學教學上之應用 方金祥 創意微型科學工作室 chfang1273@yahoo.com.tw   利用一粒塑膠三通活栓及2支塑膠注射筒組合成一套多功能的微型氣體製備裝置，此套裝置可應用在不需要經加熱過程，即可反應製造出氣體的簡易多功能微型氯氣製備裝置，並可兼製備氯氣（Cl2）及乙炔（C2H2）等二種氣體。微型氯氣製備裝置可應用在化學實驗教學及演示趣味化學實驗—水中火泉（或稱水中煙火），以微型實驗教具來教化學原理與認識化學，可提升中學化學之學習動機、興趣與教學成效。 n  材料與藥品 材料：塑膠注射筒（25 mL） 2 支、塑膠三通活栓（Top 3-way stopcock） 1個 藥品：濃鹽酸、漂白水（或次氯酸鈉）、碳化鈣（電石或電土） n  微型氯氣體製備裝置之設計與製作 一、實驗裝置設計與製作 1.        準備一個塑膠三通活栓，如相片一所示。 相片一：塑膠三通活栓 2.        接1支 25 mL 的塑膠注射筒在塑膠三通活栓的上方。 3.        再接另 1 支 25 mL 的塑膠注射筒在塑膠三通活栓的側方。 4.        接在塑膠三通活栓上之 2 支 25 mL 的塑膠注射筒是互相垂直，而組成一簡易安全之「微型氯氣製備裝置」，如相片二所示。 相片二：微型氯氣製備裝置 二、實驗步驟 此套微型氯氣製備裝置操作非常簡單，每位學生皆可在上課中人手套，可兼製備氯氣（Cl2）及乙炔（C2H2）等二種氣體，本文將介紹利用此兩種氣體在水中之特殊反應來演示與操作趣味化學實驗—水中火泉（或稱水中煙火），實驗過程不一定要在實驗室中進行，在一般教室中自己的座位上或戶外場所皆可讓學生親自動手操作。其詳細製備與演示過程分述如下： (一)      氯氣（Cl2）的製備 1.        取 2 支 25 mL 的塑膠注射筒及一個塑膠三通活栓備用。 2.        […]