輪椅上的鑽石貓

2013年5月16日

上禮拜的實驗是「竹筷的乾餾」，這項實驗會讓我們學習到，如何將木材乾餾，使木材變成黑鴉鴉的木炭，並驗證有機化合物都含有碳元素。

在做這項實驗之前，何老師先讓大家燒棉花與頭髮。老師準備了兩種棉花，一是天然纖維的脫脂棉，主要做為藥用棉花，一是合成纖維做的棉花，也就是填充娃娃常用的棉花，代表天然纖維與合成纖維。

當我們這組拿到兩種棉花後，先用酒精燈點燃藥用棉花，點燃後立即移離火源。藥用棉花燃燒時冒出白煙，同時會聞到燒紙味，幾秒鐘後便化為灰燼。而化學合成的棉花不易燃燒，燃燒時則冒黑煙，並發出塑膠臭味，還沒燒完就開始下「火星雨」似的，落下一點一點燃燒著的棉花。 燒完棉花後，再來就燒代表動物纖維的頭髮。動物纖維主要由蛋白質組成，而頭髮的髮質因人而異，這是因為蛋白質結構不同所致。

至於燒誰的頭髮呢？老師請所有實驗小組中的一員拔下一根頭髮。我們這組的其中一位女同學從她長長的直馬尾拔下一根頭髮，拔下的一瞬間還皺了一下眉頭。當頭髮燃燒時，會有燃燒毛髮的臭味，有的會捲曲，有的燒的一點都不剩，有的還會結成小球！而我們這位女同學的直髮則呈現微微捲曲的狀態。

上述的纖維都燒完之後，我們就開始乾餾我們可怕的免洗筷了。 首先，小組中的一位成員取一張鋁箔紙，將三支充滿漂白劑的免洗筷捲包起來，其中一支竹筷放在鋁箔一端，使其露出。待捲包約三層後，同學將鋁箔捏緊隔絕空氣，再抽出那支竹筷，以形成開口。

這時，由另一位同學點燃酒精燈，以坩鍋夾夾起包好的竹筷，開始在距離開口處約2～3公分處加熱，讓竹筷開始分解，並以酒精燈的火焰靠近開口處竄出的白煙，檢測氣體是否可燃，再用紅、藍石蕊試紙檢測氣體的酸鹼性。

剛開始，不論酒精燈的火焰怎麼燒，酸性氣體依舊無法點燃，因為白煙的主要成分為H2O。過不一會兒，氣體終於冒出黃色的火焰，而白煙則轉為有毒的黃煙，成分為一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）氫氣（H2）。

當竹筷乾餾完成，開口處便不再冒煙。這時老師叫所有學生到實驗室外透透氣，負責控制iPad的同學也一併把它帶出去，並讓我看看其他同學，有的女同學發現在照她，不是閃躲，就是說：「不要拍我！不要拍我！」。

回到實驗室後，竹筷差不多也冷卻了。同學打開鋁箔紙，可見其褐色液體與黑色固體，此時再用紅、藍石蕊試紙檢測液體的酸鹼性，檢驗結果為酸性。同是酸性的褐色液體，成分為焦油、醋酸，而黑色固體為由碳組成的木炭（C）。 這項實驗驗證了：凡是有機體，組成物質中必含有碳元素。

學會乾餾之後，今天要來學「製造肥皂」。

首先，實驗小組中的一員將椰子油、乙醇各10mL倒入燒杯中，以玻璃棒攪拌均勻後，開始用酒精燈加熱，加熱期間一邊攪拌，一邊以滴管緩慢加入氫氧化鈉水溶液10mL。

溶液本該變成白色乳狀液體，然後熄滅酒精燈，待液體冷卻後，倒入100mL的飽和食鹽水溶液裡，使一塊塊白色的肥皂析出，形成肥皂在上，丙三醇在下的情形，再用刮勺取出肥皂，放置濾紙上，讓濾紙吸收附著於肥皂上的液體。

這種利用食鹽水使肥皂分離的方法稱為「鹽析法」，由於肥皂的密度比食鹽水小，因而浮在上層。

不過，不管我們加熱多久、攪拌多久，溶液始終沒有變成白色的乳狀液體。下課鐘聲響起，何老師過來查看我們的實驗情形，了解詳情後，對我們宣布：實驗失敗。這是我頭一次在實驗小組的參與中看見實驗失敗，原本期待肥皂出現的心情漸漸消失。

於是，同學們只好默默的收拾實驗器具，而何老師則帶著iPad來到教室前方，讓我看地上一桶桶排放的實驗廢棄物，向我解釋這些廢棄物將會被回收再利用，如此一來，既不會浪費材料，又可以減少對地球的傷害。雖然氣體無法回收，但至少大部分的實驗廢棄物不會傷害到地球。

這就是化學元素的好處，可以分離、混合，回收再利用。大部分化學物質對地球、動物、植物以至於人類都有害，如果我們再不認識它們，恐怕總有一天，地球會毀在我們的手裡。如果我們不好好認識它們，地球也等於是白白為我們犧牲！

如今我們有機會以最小的傷害來認識它們，我們就應該好好珍惜每一次的實驗！

何老師評語：

這一篇心得包含三個有機實驗〜紀錄的相當詳實。

提到實驗失敗：『……這是我頭一次在實驗小組的參與中看見實驗失敗……』實驗失敗，這很正常。

儘管在國中的實驗多是已知的，跟著實驗步驟走，＂應該＂會出現跟課本一樣的結果。但偏偏不然，為什麼呢？如果用做菜來類比這個實驗，這是火候問題。

皂化需要攪拌、需要加熱、需要時間、需要碰撞， 215做得倉促，攪拌動作不夠確實，看見些許白色就認為已經完全反應〜而及於熄火、加入蒸餾水中止反應。卻沒注意還有許多的椰子油沒有機會與鹼碰撞完全……反應時間還不足！

因此，鹽析之後雖然有白色懸浮物，但不是乾爽的肥皂，而是帶油脂的一堆乳化物。(反而得用去汙力更強的合成清潔劑去清潔……)

其實，失敗是很珍貴的經驗，如果每一個實驗不需細心、撇步就能輕鬆成功，這樣〜可能也會覺得這個實驗沒什麼！

如果從失敗中吸取教訓，且檢視過程中可能的錯誤知道問題所在，再做第二次成功的機會就更大；當然〜如果做失敗了，不知道其中原因，也不曾去思考或去觀察成功者，那麼就算做第二次、第三次還是不會成功！

妳說：『如今我們有機會以最小的傷害來認識它們，我們就應該好好珍惜每一次的實驗！』我深深同意！