1、水果電池,摘錄自2005年化學教育研討會論文,柑橘類水果之化學應用面面觀,駱碧秀* 、周靜芬,柑橘類水果,柑橘類水果主要成分,一顆水果,多元設計實驗架構,化學應用面面觀,能源面個性面,果瓤基礎化學電化學應用,水果能源面,實驗特色,聲 光效果可啟發學生對電化學的興趣,水果的角色鹽橋,電化學原理,在鋅板上發生氧化反應(陽極) Zn0 Zn2+ + 2e E0 = 0.76V在銅板上發生還原反應(陰極)Cu2+ + 2e Cu0 E0 = 0.34V總反應Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu E0 = 1.1V,另一個氧化還原反應,陽極(氧化): Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-水果中所提
2、供的H+ 陰極(還原): 2H+(aq) + 2e- H2(g),化學應用面面觀,能源面個性面,實驗特色,果瓤中含有機酸與礦物質(鈉、鉀離子)之果汁溶液,可提供電解質,藉由溶液中可自由移動的離子,使得電荷能橫越兩極而溝通電流,藉由導電度計而能測得。,導電度,為將電流通過 1 cm2 截面積(A) , ( L)長 1 cm之液柱時電阻(Resistance)之倒數,單位為 mho/m。R= r (L/A) = L/ k A r 為電阻係數(resistivity),亦表示電流通過單位長度、單位面積所造成的電阻,故r又稱為比電阻(specific resistance, -m),而其倒數 k 稱為
3、比導電度(specific conductance, -1m-1;-1 = S),導電度,一般量測標準值於溫度25條件下為宜。導電度之測定需要用標準導電度溶液先行校正導電度計後,再測定溶液之導電度。,周靜芬,實驗材料與儀器,實驗材料分組方式,偶數組,鋅+銅片處理方式,偶數組,電極的組合-銅鋅電池,檢流計接法,Cu 電極,Zn 電極,1. 鹽橋需比鋅片&銅片稍微大一些。 (避免短路)2. 銅片燒過的面和磨除氧化層的鋅板皆需向內。,電池的組合-檢流計+三用電錶,V= I R,R,電池的組合與量測,電池與電線連接好才把電池插入水果中,同步計時與紀錄電壓與電流值,奇數組,偶數組,電池的聲光串聯組合與量
4、測,+ -,電池的聲光組合與量測,+ -,待確認串聯幾組才開始有反應後,並聯量測其電壓與電流,實驗完畢拆開電極觀察其表面的變化,洗淨繳回,果汁水果個性面-測量電導度,實驗材料與儀器,10ml 的量筒,溶液配製,果汁性質定量分析,電導度量測與清潔方法,不可有氣泡!由濃度最低者開始測量,最後以自來水沖洗乾淨擦乾,100ml 的量筒,開始動手體驗生活化學的實驗吧!,Ya!,值日生簽退檢查,每組桌上有鋅、銅片*2+安培計+三用電錶+4條電線、橡皮筋+榨汁器+5個量瓶+ 水果刀+剪刀+計時器都要洗淨擦乾每兩組桌上有黑盒子+酒精燈*1每四組有導電度計一台請各組務必檢查水槽是否有果渣或砂紙抗污墊+濾袋+濾紙丟垃圾筒;水果渣丟廚餘+桌上要用抹布擦乾淨ok,