創意微型實驗—微型木材乾餾 方金祥 創意微型科學工作室 chfang1273@yahoo.com.tw 「木材乾餾」在化學教師之教學和學生的學習過程中是一項很重要且又非常有趣的化學實驗，進行木材乾餾最重要的目的是實驗結果能明確地在木材乾餾過程中得到所產生之氣體（可燃性與不可燃性）、固體（木炭）及液體（焦油）等三項乾餾產物。在現行國中教材中之木材乾餾實驗，其材料是用衛生竹筷（免洗筷），在進行乾餾實驗時，會產生一股刺激難聞的氣味而污染了實驗室的空氣，同時使用酒精燈來加熱，偶有遇到實驗疏忽時而弄倒酒精燈的情形，進而發生酒精燃燒或爆炸之危險性。 有鑑於傳統式的木材乾餾在實驗時仍有其缺點，本文為因應教師創新教學之需，來設計成低成本且安全的「微型木材乾餾裝置」，使木材乾餾實驗兼具安全、經濟、低污染且有趣的實驗，在實驗室及一般教室中皆可操作，教師的教學演示或學生親自操作將會更為方便、快速、安全與有趣，且能激發教師帶學生做實驗的意願與更能引起學生實做的興趣，因此對自然與生活科技領域教師之創新教學定會有莫大的助益與成效。 n  原理 木材乾餾的原理是將木材或竹材隔絕空氣加熱之，而使其分解的過程。簡單地說，就是在實驗室中利用鋁箔紙將木材或竹材如木筷、竹筷、木質牙籤或火柴棒等包裹起來隔絕空氣加熱時，會將木材或竹材中之成分加以分解。由於木材的成分是一種含有碳（C）、氫（H）、氧（O）等成分之植物纖維，在乾餾過程中會分解產生三種狀態的物質，一為氣態物質如水蒸氣（H2O）、二氧化碳（CO2）等不可燃性氣體以及氫氣（H2）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）等可燃性氣體，二為液態物質之焦油，三為乾餾後之固態物質如黑色木炭。 木材乾餾的反應可以用下式來表示：    n  微型木材乾餾裝置之設計與製作 一、材料 瓦斯點火器（市售） 1個、鋁線（直徑2 mm, 長50 cm） 1條、鋁箔紙（5 cm x 5 cm） 1張、火柴 1盒，如照片一所示。    照片一：瓦斯點火器（左）、鋁線（中）、鋁箔紙（右） 二、設計與製作 1.       準備一支市售的瓦斯點火器。 2.       將一條鋁線的一端在瓦斯點火器上捲成5圈螺旋狀之鋁線圈，再將鋁線的另一端捲成較小的4圈的螺旋狀之鋁線圈，如相片二所示。 相片二：兩端捲成螺旋狀之鋁線圈 3.       將捲成較大的5圈螺旋狀之鋁線圈套入瓦斯點火器的前端上，並用膠帶固定之，如相片三所示。   相片三：鋁線圈的套入瓦斯點火器的前端 4.       將較小的4圈螺旋狀之鋁線圈拉至瓦斯點火器的出火口上方當作木材乾餾的支架，即組裝完成「微型木材乾餾裝置」，如相片四所示。 相片四：組裝完成之「微型木材乾餾裝置」 n  實驗操作及化學教學演示 1.        將2支使用過的火柴棒置放在一張5 cm x 5 cm鋁箔紙的上方，然後再將一支火柴棒交錯地置放在2支使用過的火柴棒的上方，並使火柴棒露出鋁箔紙約2 cm左右，如相片五所示。 相片五：火柴棒置放在一張5 cm x 5 cm鋁箔紙的上方 […]