什麼是電解質?什麼是非電解質?

這次的實驗是要了解電解質的特性,觀察哪些物質能否導電。我們實驗的器材有:燈泡、兩根碳棒、石蕊試紙、導線、電池。

測量物有5杯水溶液:食鹽(化學式:NaCl)水溶液、氫氧化鈉(化學式:NaOH)水溶液、鹽酸(化學式:HCl)水溶液、醋酸(示性式:CH3COOH)水溶液、酒精(化學式:C2H5OH)水溶液與葡萄糖(化學式:C6H12O6)水溶液。

這個實驗很簡單,只要將兩根碳棒放入任一杯水溶液,用導線將燈泡、電池與兩根碳棒連接,再用碳棒沾一下石蕊試紙,檢測酸鹼值。

如果燈泡亮起、水溶液冒泡,就表示有電流形成,代表這個水溶液能導電。化合物溶於水後,能導電的水溶液就叫電解質,不能導電的水溶液叫非電解質。

電解質的水溶液為什麼會導電呢?根據雅典化學家——阿瑞尼斯在1884年所提出的「電解質解離說」(簡稱電離說),電解質會在水中分解成帶電的粒子——帶正電的正離子與帶負電的負離子。而唯一能導電的非金屬——碳棒則在此扮演了傳導正負電至水溶液中的角色。

可想而知,「異極相吸,同極相斥」,傳導正電的碳棒吸引負離子,同時傳導負電的碳棒吸引正離子,正離子、負離子游移的過程就會產生電流。

那我們的測量物哪些是電解質?哪些是非電解質?於是同學們便開始動手做實驗。

當同學在拿實驗器材時,我便開始先寫實驗記錄本,不一會兒,所有實驗器材都已經擺放在我們這組的桌上了,卻遲遲未組裝。

正當我感到奇怪,突然傳來何老師斥責聲,現場所有人全都馬上安靜下來。實驗室裡安靜的凝滯,簡直讓人難以呼吸。這是我第一次聽到老師生氣。就在我還沒搞清楚發生什麼事前,實驗又繼續進行。

每一組同學測量水溶液的順序都不同,我們這組先測量氫氧化鈉水溶液。其中一位同學將兩根碳棒放入水溶液中。燈泡既沒有亮起,水溶液也沒有冒泡。於是,同學再將兩根碳棒各沾一張紅、藍色石蕊試紙。結果藍色石蕊試紙不變,紅色石蕊試紙變藍色,表示氫氧化鈉為鹼性。

接下來就重複同樣的步驟,依序檢測鹽酸水溶液、醋酸水溶液、食鹽水溶液、葡萄糖水溶液、酒精水溶液。

實驗結果顯示,除了酸性的鹽酸,其它酸性的醋酸與中性的食鹽、葡萄糖、酒精等水溶液都沒反應。這說明鹽酸是電解質,其餘的氫氧化鈉水溶液、醋酸水溶液、食鹽水溶液、葡萄糖水溶液、酒精水溶液都是非電解質。

實驗結束之後,還要回215班的教室再上一堂理化課。課堂上我發現,我們這組的實驗結果跟課本上所說的不一樣!課本上說,除了葡萄糖跟酒精是非電解質之外,其它的氫氧化鈉、鹽酸、醋酸、食鹽都是電解質!

也許我的記錄是錯的?也許是實驗過程中發生錯誤?如果我的記錄是錯的,那下次寫完紀錄就得再三確認。如果真的是實驗過程中發生錯誤的話……希望不只有我發現!!

何老師的評語:

我的實驗分組方式,每次的成員都不固定。因為老師希望實驗中能有機會與不同組員合作,也因此~妳並未由相同的平板小天使來協助上課,妳有機會和不同的同學進行實驗。(有超認真的組員~讓妳整堂課有幸福感;當然也有可能出現不認真的組員,讓妳在實驗時一頭霧水,甚至像這次一樣,跟著被罵!)

這個實驗,重要的並不是實驗結果,而是在操作過程的細心:

1. 我們使用的不是課本中的電池,而是電源供應器,須額外接鱷魚夾電線以及燈泡,並且要避免讓石墨棒相接觸造成短路使電源供應器失靈、燈泡燒壞。過程中,同組必須仔細討論並且操作。如果不亮或不會冒泡,就代表在裝置的過程中,出現了斷路,要去一一找出原因,並且加以解決!

2. 第一個藥品是指定的”電解質水溶液”,這是一定會有反應的結果,目的是確保同學知道觀察什麼,也讓同學藉由此操作檢驗電路是否接通,燈泡、導線是否OK!每一組第一個實驗我都要親自看過,以便確保後續實驗的順利進行。

3. 所有的藥品要回收,再供其它班級使用,因此~取用什麼溶液?到時候該倒回去哪一杯?負責的同學需要非常清楚,以免遺忘或誤倒,造成公用藥品汙染。而同一份器材,要操作六種水溶液,水溶液種類更換過程,確實的清洗也是很重要的。例如,如果有殘留氫氧化鈉,那麼~測出的糖水就可能因為溶液中有離子而造成導電,使得結果被誤判。

這些過程,細心是必要的,輕忽不得。除了為了自己實驗準確,也是體貼下一個班級!

隔著視訊,妳比較不了解實際狀況。妳的組員之所以被我斥責,主要在於二點:

1. 該反應而未反應時,並未檢查斷路位置,可能是燈泡、可能是鬆脫,也可能是鱷魚夾沒夾好,或是曾不小心短路而使電源供應器的無熔絲開關跳開(此時必須重新裝置啟動。)他們並未確認,也沒有請老師檢查或協助。

2. 我記得他們應該是取用氫氧化鈉。但當我詢問他們是取用哪一種藥品時,但他們的回答支支吾吾並不確定。如果不能確定自己使用的藥品,又如何在回收藥品時,倒回原先正確的那一杯溶液?萬一忘了,而隨意傾到,又如何對其他班級交代!

這回老師非常生氣而立即發飆,是因為同學不僅沒有事先預習,而在實驗室也並未按照老師要求,先取用指定水溶液,並請老師看過他們的操作……實驗課中如果輕率且沒有用心,不但可能實驗失敗,器材損毀,甚至也可能造成危險!特別是有火有電的實驗,更是危險。

對於大班級的理化實驗課來說,老師多半是會”特別嚴厲”!同時上二種課程的妳,有不同的同學,普通班、資優班,人數多、人數少,進度慢而深,進度慢而淺,講述式教學、啟發實驗式教學….等,妳應該會明白,這種上課的形態是完全不一樣的!

實驗的錯誤,或許只有這組!妳所抄的”沒反應”,可能~根本就是電路沒接上!組員並未用心的輕率態度,讓老師也無怪乎這次實驗妳所抄錄的實驗結果,與隔天檢討的時候出入甚大!進行調查,同學們也承認進行實驗前並未預習,以致連做什麼都不知道。

真實的課堂並非完美,同學們也不一定都如妳想像般用心認真,學校的老師是會發飆的,而且〜我的聲音也特別大聲(^^),該鼓勵的、該讚美的、該被罵的……通通在課堂上會出現。

因為妳在,且視訊時間珍貴,所以我一向是對15班避免生氣。不過〜訓話與進度如果相衝突,我會選擇前者。我是理化老師,”老師”二字的意義於我,更重於”理化”!

如果可以,會在視訊前後才訓話,但這次〜於妳、於同學,甚至於老師,都可以視為”機會教育”。
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