亞甲藍的光致變色 廖旭茂 國立大甲高級中學教育部高中化學學科中心nacl880626@hotmail.com n 影片觀賞 本文介紹亞甲藍液的光致變色反應。本影片介紹演示亞甲藍液在紫光的照射下,可逆的變色過程,並在文章中介紹光化反應的原理。 影片網址:亞甲藍的光致變色,https://youtu.be/ALrkRyaP22w。 n 簡介 亞甲藍(Methylene blue,簡稱MB)是一種雜環的芳香族化合物,在生物及化學上有很多的用途。在生物上做為細胞染色劑,方便於顯微鏡下觀察之用;同時具有氧化力,可做為一氧化碳、氰化物以及亞硝酸鹽中毒的解毒劑,甚至做為水族箱的殺菌劑[1]。在化學上是一種氧化還原指示劑,主要用在「藍瓶實驗」中,在強鹼溶液中,當還原劑葡萄糖存在時,亞甲藍被還原成無色的狀態(leuco form);當搖晃燒瓶時,瓶中的氧氣溶於溶液中,氧化葡萄糖,反應逆向進行,使溶液呈現藍色(color form)。本實驗利用紫光雷射,在亞錫離子還原劑的存在下,觀察亞甲藍液的光致變色反應[2]。相關詳細實驗步驟及原理,分述如下: n 藥品與器材 亞甲藍(Methylene blue, C16H18N3SCl) 0.10克、0.5 M HCl 150毫升、氯化亞錫(tin(II) chloride dihydrate, SnCl2‧2H2O) 0.50克、燒杯(100毫升) 2個、玻棒1支、玻璃試劑瓶(10毫升) 1個、培養皿 1組、濾紙(直徑9公分) 1張、藍紫光雷射筆(30 mW) 1支。 n 實驗步驟與結果 一、 溶液配製 1. 秤取0.10克的亞甲藍粉末,放入於一個100毫升的燒杯中,加入100毫升的0.5 M HCl 中,緩慢地攪拌使亞甲藍完全溶解,形成A溶液,其中亞甲藍液的濃度約為0.003 M。 2. 秤量約0.50克的氯化亞錫,倒入事先裝有10毫升的0.5 M HCl的100毫升的燒杯中,緩慢地攪拌均勻,形成B溶液,備用。 3. 取一個10毫升玻璃試劑瓶,倒入9毫升的A溶液後。用滴管吸取B溶液,一邊緩慢地滴加到A溶液中,一邊攪拌至藍色消失為止。蓋好瓶蓋準備演示之用。圖1為配製溶液的示意圖。 圖1:A和B兩溶液的配製(左和中),演示用無色亞甲藍液的配製(右) 二、 實驗演示 1. 演示方式一:戴上抗UV的防護眼鏡,以藍紫光雷射筆從側邊照射瓶身約5秒鐘,觀察光徑的顏色和溶液的變化。圖2為亞甲藍在藍紫光LED照射下,光致變色的過程。 圖2:藍紫光雷射直線通過時,明顯現出一道藍色的光徑,通過處溶液瞬間變藍 […]
創意微型實驗—微型變色自來水裝置與在化學教學演示上之應用 方金祥 創意微型科學工作室chfang1273@yahoo.com.tw 本文描述微型變色自來水龍頭裝置之設計,該裝置在密閉系統之下使水位較低的儲水槽中之水往較高於儲水槽上的水龍頭流出來,並可應用於一般酸鹼指示劑或天然酸鹼指示劑與由水龍頭流出來之酸鹼溶液,經過酸鹼中和之後的指示劑顏色變化之教學演示,使化學教學更為生動活有趣。 n 微型變色自來水及其變色之原理 微型變色自來水是利用大氣壓力和虹吸現象,使在密閉系統中之水由下往上流,再經由塑膠三通活栓之水龍頭流出。流出之水之所以會變色,乃是由於在水中分別加入酸與鹼性溶液及酸鹼指示劑,當由兩個微型水龍頭流出之酸性溶液與鹼性溶液碰在一起時,會即刻起了酸鹼中和反應,進而使酸鹼指示劑之顏色發生變化。 n 材料藥品與器材 1. 藥品:稀鹽酸(1 M)、氫氧化鈉溶液(1 M)、紫色高麗菜,如相片一所示。 相片一:紫色高麗菜 2. 材料:5號塑膠罐、塑膠密封罐、塑膠三通活栓、塑膠塞、100 mL塑膠瓶、5 mL塑膠滴管、透明塑膠軟管及橡皮管,如相片二所示。 相片二:塑膠罐、塑膠密封罐、塑膠三通活栓、塑膠塞、塑膠瓶、塑膠滴管、透明塑膠軟管及橡皮管 3. 器材:熱熔膠(槍),如相片三所示。 相片三:熱熔膠槍 n 微型變色自來水裝置之設計與組合 一、 塑膠密封罐與其蓋子上之附件 取自市售密封塑膠罐,在蓋子的直徑上有三附件,其一為較大的孔洞(直徑約7 mm),在此孔洞上附有一個可使其密封的塑膠塞子。另在蓋子上的正中央及其後方處各有1個小孔,小孔上分別有塑膠小側管,如相片四所示。 相片四:市售塑膠密封罐(左)及在其蓋子有3個孔洞,有2個小孔(右上和右中)和1個孔洞(右下) 二、 自來水儲存槽之設計與組裝 1. 將1支100 mL塑膠瓶的蓋子打開,然後用剪刀將蓋子之尖端剪掉0.3 cm,如相片五所示。 相片五:塑膠瓶與其蓋子 2. 打開密封罐蓋子上直徑約7 mm的孔洞上之塑膠塞,然後將塑膠瓶之蓋子倒插入密封塑膠罐蓋子上的孔洞中,並用熱熔膠將其固定之,如相片六所示。 相片六:用熱熔膠將塑膠瓶之蓋子倒插並固定在密封塑膠罐蓋子上的孔洞中 3. 於塑膠瓶之蓋子底下,接上一條長約30 cm之透明軟管(可至密封塑膠罐之底部),如相片七所示。 相片七:塑膠蓋子底下接上一條透明軟管 4. 用剪刀將100 mL的塑膠瓶底部剪開,然後再將其與固定在密封塑膠罐上之塑膠蓋組合起來作為自來水之水槽之用,如相片八所示。 相片八:剪開底部之塑膠瓶(左)與原蓋子組合起來供作水槽(右) […]