常見消毒液的介紹及居家實作 陳映辛1,*、林亭佑2、江承翰1 國立竹山高級中學國立東華大學cs60006@gm.chsh.ntct.edu.tw   n  前言 從2019年入冬以來，流感和新冠肺炎肆虐全球，確診人數屢創新高，雖然衛福部建議大家勤洗手做好基本的防護，但是並非所有環境都能找到水源來洗手，這時候替代品就相對的重要！由於確診病例屢創新高，讓大家搶購消毒用品，只是市面上消毒抗菌品牌爆增，產品琳琅滿目，酒精、次氯酸水、乾洗手液、漂白水等，該如何用？何時用？可以消滅什麼病菌？一般大眾並不是很清楚的知道。本文介紹常用消毒液的消毒原理，並帶大家一起動手實作居家消毒液。 n  常用消毒液簡介 一、酒精 (一)殺菌原理 酒精含有的化學物質是乙醇(CH3CH2OH)，酒精的殺菌原理是因為可以讓蛋白質變性，導致細菌的死亡或病毒的失去活性。但是酒精濃度並不是越高越好，市售的95％酒精因為濃度過大，會使細菌、病毒的表面蛋白質急速凝固，形成硬膜，反而無法順利穿透到病菌的內部，因此病菌的內部仍是具有活性的。75%的酒精兼具蛋白質凝固作用和穿透效果，可以完全滲透到細菌、病毒體內，凝固病菌的蛋白質使其失去活性，達到徹底的殺菌功能。研究顯示，只要濃度介於70-78％的酒精都可以達到殺菌99％的效果。 (二)缺點 酒精具備高揮發度性，且味道刺鼻，噴在皮膚上容易帶走角質層上的水分，讓皮膚乾癢、緊繃進而造成過敏、濕疹等皮膚問題，常用皮膚變乾燥及粗糙。具有可燃性，不適合在密閉空間中大量噴灑使用，必須遠離火源，以免造成火災。 (三)使用方法及時機 75%酒精用在手部或是環境周遭、器物上都適用，將少量75%酒精噴在雙手上，手心、手背、指尖、指縫、虎口、手腕等部位要徹底搓一搓，來殺死附著在雙手上的病菌。民眾也可沾取適量酒精，擦拭日常生活中常用的物品，如手機、平板、鍵盤、滑鼠等3C產品，用來殺菌並保持清潔。 二、乾洗手 (一)殺菌原理 市面上乾洗手產品琳瑯滿目，組成成分類型相當多元，大致上主要以酒精、甘油、香精、高分子膠、三氯沙（triclosan）、三氯卡班（triclocarban）等成分組成。殺菌原理最主要還是利用所含的酒精成份使病菌蛋白質變性。乾洗手大部分做成凝膠狀，以減少酒精揮發度，尤其是幼童，建議以含有75%酒精的乾洗手凝膠取代酒精噴霧，以增加安全性。 (二)缺點 市售乾洗手的組成成分過於分歧，添加物太過複雜，所以在殺菌、抗病毒效用上也較難分析；尤其是含有三氯沙成分的產品，美國食品藥物管理局（FDA）及加拿大政府在2017年已經禁止銷售含有三氯沙的產品。所以選購時盡量選擇添加物少的產品。 (三)使用方法及時機 在沒有水源可以清洗雙手的情況下，不得已的折衷手部清潔方式，擠一些在雙手上，手心、手背、指尖、指縫、虎口、手腕等部位要徹底搓一搓，來殺死附著在雙手上的病菌，因為添加物較多，所以皮膚敏感者不建議使用。 三、次氯酸鈉（漂白水） (一)化學性質與特性 漂白水是一種强而有效的家居消毒劑，其主要成分是次氯酸鈉（Sodium hypochlorite, NaClO），能使微生物的蛋白質變質，有效殺滅細菌、真菌及病毒。1787年被法國化學家柏瑟列（Berthollet）將氯氣通入鹼液，製成次氯酸鈉，其反應如式[1]所示。 Cl2(g)+ 2NaOH(aq) → NaClO(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)    [1] 1820年法國化學家拉巴拉克（Labarraque）將次氯酸鈉當作漂白水來使用；英國化學家達金（Dakin）在第一次世界大戰時，用4%次氯酸鈉溶液幫傷患進行傷口消毒及清創，而他所發明的配方後來被命名為達金溶液（Dakin’s solution）。除了在醫學上的貢獻，次氯酸鈉在我們的生活也同樣扮演重要的角色，游泳池、廁所乃至於免疫系統，都可以發現次氯酸鈉的存在。 (二)缺點 漂白水稀釋前後都有一定的揮發和刺激性，民眾在稀釋及使用時應配戴口罩和手套，並保持在通風的環境下，以防止對皮膚及呼吸道黏膜造成刺激，吸入過多揮發氣體而造成頭暈、嘔吐不適感。漂白水遇熱和光會分解，絕對不要跟酸、氨、胺類成分混合，以免產生有害物質。漂白水與鹽酸反應會放出有毒的氯氣，如式[2]所示，常常在新聞裡看到民眾在大掃除時，將鹽酸和漂白水混用，而造成氯氣中毒。次氯酸鈉與大多數氮化合物反應形成揮發性一氯胺，二氯胺和三氯化氮，其反應如式[3]-[5]所示。因此，使用相關製品時應注意避免混合。 NaClO(aq) +2HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + Cl2(g)    [2] NH3(aq) + NaOCl(aq) → NH2Cl(g) […]

新聞議題融入自然科探究實作－環境用消毒水的製作 劉曉倩  國立彰化高級中學 *torrina01092002@yahoo.com.tw 前言 新型冠狀病毒疫情已經被聯合國稱為「第二次世界大戰後最大的危機」，在這場危機中國際政壇就病毒來源產生爭執及各種陰謀論。姑且不論新型冠狀肺炎（covid-19）的起源為何，截至目前為止，疫情持續擴散到全世界，而且因為極易傳染，市面上各種的防疫產品也變得搶手甚至是無法取得。 為了避免病毒擴散，其中最引起大家熱烈討論的就是各種消毒水的殺菌效果了。常用的殺菌劑有酒精、次氯酸水、次氯酸鈉及次氯胺水。濃度75%的酒精對於一般細菌雖有殺菌效果，但是目前受到政府管制，不易取得。家庭常用的漂白水（次氯酸鈉）是一種强而有效的消毒劑，能使微生物的蛋白質變質，有效殺滅細菌、真菌及病毒，價錢便宜，功效快速，但因為漂白水對黏膜、皮膚及呼吸道具刺激性，且容易與其它物質產生化學反應，消費者在使用上疑慮較多，因此刺激性較弱且仍有殺菌力的次氯酸水成了選項之一！ 其實次氯酸水的製備並不困難，甚至只需應用日常生活中的器材即可完成，我們在課程設計上可以將週期表中的元素性質、製備及應用，融入教學設計中，提醒學生元素與生活密切相關。在實際進行教學活動時，帶領學生走出校園，讓學生自己思考自製儀器中所需的生活素材與工具，老師在引導者的角色，訓練學生系統性思考及動手做，藉著一個題材將學生的能力培養起來，讓學生不僅可以學知識而已，還可以「學能力」！ 如此一來，以後學生遇到生活中的議題，會開始覺察，也會反思議題的真實性，接著就會提出問題，甚至設計實驗去論證。這種將生活化議題融入新課綱「自然科學探究與實作」的課程活動設計，對於學生科學素養的培養很有幫助。 此教學設計中，學生因為疫情而有更強的學習動機，透過有系統的教學活動設計，學生可以將市售漂白水及次氯酸水做酸鹼度測定及有效氯濃度做比較，接著自己動手自製次氯酸水製作機，並進行實驗比對自製的次氯酸水與市售的差異性，對於學生深化學習很有幫助。 設計理念 ■問題導向學習的起源 問題導向學習（problem-based learning，簡稱PBL）是一種課程設計與教學模式，主要是以學習者為中心並利用真實的議題來引發學習者興趣及討論，透過老師決定教學目標與進行問題的引導，藉由小組的架構培養學習者的思考、討論、批判與問題解決能力，有效提昇學習者自主學習的動機，並進行目標問題的知識建構、分享與整合。 ■問題導向學習的特色 1、以問題為學習活動的核心： 議題目標問題為學習活動的核心，「提出問題」對於引發探究十分重要，但是實際進行教學活動時並不容易，教師可以視學生程度決定目標問題廣度及深度。若是學生剛開始進入探究課程，則目標問題可以由教師決定。若是學生已經漸漸熟悉課程進行方式，可以由各組學生提出想法，相互分享，再由師生共同決定。其決定的問題核心必須具有一定程度的複雜度與挑戰性，並須具備有足夠的資訊及線索可以引導學習者進行資料的蒐集與積極參與。 2.以小組合作為學習模式： 學生針對所設定的問題透過小組合作方式進行討論與擬定解決策略。 3.以討論為主的學習過程： 在小組討論的過程中，學生依循所設計的目標問題進行批判與討論，藉以整合出能夠解決問題的方案，而教師在討論當中也可以適時參與及建議，以提昇學生進行更高層次的互動討論學習。 4.強調學生主動學習： 學生必須主動思考學習目標，了解自我能力，學習擬定計劃或階段性學習目的，並主動地與他組進行討論與分享。 5.教師是學習的引導者 教師需以引導者角色適時介入小組的學習過程，參與問題解決討論過程，並提供適當的回饋，以幫助學生釐清思考過程產生的問題，並協助解決問題，進而提昇思考的層次。 表一教學計畫表 週次 具體目標 教學內容 第一週 1.      引導學生對於新聞議題的探究學習 2.      建立學習目標所需的相對應知識，並針對所討論的議題進行實驗設計。 3.      實驗中所使用的儀器與原理介紹 1.引導學生了解冠狀病毒與一般病毒的差異。為何冠狀病毒比較會突變？ 2.市售消毒水的種類及殺菌效果。 3.市售自製次氯酸水製作機是否真的產生次氯酸水？ 4.將市售機製作的次氯酸水進行酸鹼度檢測 5.介紹酸鹼度計及酸鹼試紙的測定原理及進行實作測試。   第二週 1.      氧化還原的原理說明 2.      氧化還原在電解的應用 3.      學生自行組裝電解裝置，進行實作結果討論 4.      教師引導學生運用生活用品自行完成實驗設計 1.教師介紹氧化還原及電解原理 2.將舊的手機充電器改良為直流電電解裝  置的電源供應器，完成簡易型電解裝置。 3.進行電解食鹽水實作。 […]