改良式天氣瓶 許良榮 國立台中教育大學科學教育與應用學系 stevehsu@ms3.ntcu.edu.tw n  影片觀賞 本文介紹號稱可以預測氣候的「天氣瓶」的發展歷史、製作方法、實驗結果以及原理，本文也描述作者的「改良式天氣瓶」。 影片網址：「科學遊戲實驗室」天氣瓶，http://www.ntcu.edu.tw/scigame/weather glass.wmv。 （此影片需要先下載而後開啟。） n  簡介 最近在網路廣為流傳一種可以預測氣候的「天氣瓶（storm glass或weather glass）」，由瓶子中的結晶型態以及狀態，來預測天氣的陰晴冷熱。網路上也有販售天氣瓶的成品以及實驗DIY配料包（例如參考資料1～3）。 天氣瓶的歷史已有二百多年（參考資料4），十九世紀中葉，英國舊倫敦橋就有販售類似天氣瓶的「晴雨計（barometer）」。在發展過程中，天氣瓶曾被稱為storm glass（風暴瓶）、weather glasses（天氣瓶）、wind glasses（颳風瓶）……等等。根據McConnell（2006）的考證，天氣瓶的創始者是一位法國的國會律師Pierre Legaux（1748–1827）。在1779年時Legaux開始觀察天氣瓶，製作了「預報瓶（pronostic；法文）」觀察氣象，並預報了天氣好壞、下雪、颳大風、起霧等氣候。這些觀察結論發表於1780年4月。Legaux並沒有明確描述Pronostic的內容物，但是包含了揮發性液體以及被溶解的固體。有趣的是1780年4月29日的大風暴在二天前就被預測了！ 後來Legaux將預報瓶的配方告知並送一支給法國著名的氣象學家Louis Cotte，結果Cotte觀察了一年，在1788年指出結果並沒有看到Legaux所說的預報效果，只觀察到瓶內的結晶會隨著溫度增加與減少。1865年法國氣象學會副會長Eugène Grellois（1811–77）則認為要製造天氣預測瓶根本就是浪費時間。 英國氣象學家Robert Fitzroy（1805–65)，在一些有名的航行（例如生物學家達爾文的小獵犬號）觀察與紀錄氣象變化，於1861年描述了如何用天氣瓶來預測天氣，因而常被誤認為是天氣瓶的創始者。Fitzroy的描述如下： 1.        如果天氣瓶中的液體澄清，是晴朗的好天氣。 2.        如果液體為雲狀（cloudy），那麼天氣多雲並可能降雨。 3.        如果液體中有點狀的固體，則天氣可能會潮濕或多霧。 4.        液體為雲狀並有星狀小結晶，表示會有雷雨。 5.        在冬天有陽光的時候，如果液體中有小星狀結晶，那麼表示將要下雪。 6.        如果有大片的結晶分佈，那麼可能為陰霾天氣（下雨或下雪）。 7.        瓶子底部有結晶，為低溫寒冷的天氣。 8.        瓶子頂部有絲狀結晶，將是颳風的天氣。 Fitzroy以上的描述，並未獲得明確的驗證，由相關資料顯示（參考資料5～7），天氣瓶並不具有預測天氣的能力。另一方面，目前天氣瓶的配方與McConnell（2006）提及的早期配方並不相同，但是都包含溶解樟腦的酒精溶液以及溶解鹽類的水溶液。作者沒有搜尋到本實驗配方的來源，由發表的論文作者以及配方的比例（例如參考資料8～10），猜測可能是來自於日本學者的研究。 n  藥品與器材 硝酸鉀、氯化銨、蒸餾水、樟腦（Camphor）、乙醇（酒精）、錐形瓶、橡皮塞、溫度計 n  實驗步驟 依據參考資料11、12的配方，天氣瓶的製作過程與現象如下： 1.        分別秤取2.5 g硝酸鉀（KNO3）以及2.5 g氯化銨（NH4Cl），加入33 mL蒸餾水中。 2.        秤取10 […]

淌血的心—硫氰化鉀與鐵離子的反應 王瓊蘭 新北市立新店高級中學 教育部高中化學學科中心 wang7581@ms22.hinet.net n  影片觀賞 本實驗影片由教育部化學學科中心提供。 影片網址：淌血的心，http://youtu.be/C6zzwaetPU4，YouTube。 n  簡介 老舊的住宅常會有些漏水的問題發生，原因是白鐵製的水管，埋藏在牆壁及地板裏，經年累月難免鏽蝕，同時會釋出鐵離子污染水質，使得水的口感變差。到底該如何取樣，才能檢測出，是哪些管線的水管，可能已經生鏽了。 當鐵管內部產生一些微小的腐蝕生鏽，所釋放出的鐵離子，含量應是非常稀少；再加上使用水時，會流放出大量的自來水，稀釋掉鐵離子，因此使得肉眼無法觀察出，水中鐵離子所呈現的黃褐色。若是能將水管中的水，滯留一個晚上，於一大清早打開水龍頭時，先盛取一杯水，添加微量的硫氰化鉀與鐵離子反應，再用光電比色計[1]或許可把產物血紅色的硫氰化鐵離子檢測出來。上述反應的原理是鐵離子（Fe3+(aq)，黃褐色），與硫氰根離子（SCN–(aq)，無色）反應，會生成硫氰化鐵離子（[Fe(SCN)]2+(aq)，血紅色）。然而，檢測自來水中的鐵鏽含量，必須使用精密的儀器，採用嚴謹的化學分析方法[2]，方能得到可以信賴的數據。 為了簡單的看出鐵生鏽的現象，不妨依據以下的步驟，作一個誇大而有趣的實驗；讓肉眼能即刻捕捉到白鐵生鏽，並滲出鮮血的模樣。 n  器材與藥品 l  迴紋針 5個 l  塑膠點滴瓶（20 mL） 3個 l  3 M硫氰化鉀（Potassium thiocyanate，KSCN） 15 mL／1瓶 l  3 M鹽酸（Hydrochloric acid，HCl(aq)） 15 mL／1瓶 l  35%雙氧水（Hydrogen peroxide，H2O2） 15 mL／1瓶 l  透明杯（50 mL） 5個 l  蒸餾水（600 mL） 1瓶 n  實驗步驟 1.      拿一根迴紋針，雙手抓住最長的一邊，並將兩個大拇指，指甲碰指甲的併攏；再用指甲的尖端，押住中點，然後用力一掐，向下按壓、抝折後，順勢將兩邊往上拉，彎扯成一個心形©。而後將較長的一頭，拉開弄直，並向上凹折；完成後，置於一旁，待用。 2.    在一個約50 mL的透明杯中，加入7分滿的蒸餾水，與約1 […]