創意微型實驗—微型濾紙色層分析 方金祥 創意微型科學工作室chfang1273@yahoo.com.tw 將顏色之三原色紅、黃、藍等三種顏色依照不同比例混合在一起時即可呈現出各種顏色來，市售彩色筆的顏色之多也是如此，如要將已混合在一起的彩色筆的顏色分開來，進而了解是由哪幾種顏色混合起來的，有些是可猜出來的，譬如橘色是由紅色和黃色混合而成的，綠色是由黃色和藍色混合而成的，紫色是由紅色和藍色混合而成的，但是黑色彩色筆到底是由那些顏色混合起來的就很難猜出來，若欲將混在一起的顏色加以分開，就必須利用科學的方法，如色層分析法。作者於民國八十一年八月曾在聯合報科學專刊寫了一篇動手做做看（揭開黑色彩色筆的奧秘，如附件一所示），也就是利用簡易微型色層分析法將黑色彩色筆出離出不同顏色來，本文將以橘色和黑色彩色筆為例，分別以手動圓形水平展開、自動水平展開及自動垂直上升展開等三種不同的微型色層分析法將其顏色分開以供作參考。 n  微型濾紙色層分析之原理 微型濾紙色層分析乃是利用濾紙與水來進行分離色素的一種色層分析法，其原理是依據畫在濾紙上之彩色筆的顏色被濾紙吸附（Adsorption）能力及在水中之分配（Partition）能力的不同，而產生在濾紙上有不同的移動速度及出現不同顏色及其所處的位置。 n  材料與藥品 塑膠培養皿（直徑9 cm）、塑膠培養皿（直徑14 cm）、濾紙（185 mm）、塑膠滴管、黑色彩色筆、橘色彩色筆、塑膠滴管、水。 n  微型濾紙色層分析實驗操作 微型濾紙色層分析展開法分成手動圓形水平展開、自動水平展開及自動垂直上升展開等三種方法： 一、 手動圓形水平展開 (一)   黑色彩色筆 1.        準備一個直徑9 cm的塑膠培養皿，如相片一所示。 相片一：塑膠培養皿 2.        用黑色彩色筆在一張濾紙的正中央處畫一個直徑約為2 cm的空心圓，如相片二所示。   相片二：黑色彩色筆（左）、濾紙正中央處畫一個空心圓（右） 3.        將畫好圓形之濾紙置放在塑膠培養皿的上方，如相片三所示。   相片三：濾紙置於塑膠培養皿上 4.        用塑膠滴管吸取水，並在濾紙上空心圓的中央處逐滴地滴入水，如相片四所示。     相片四：將塑膠滴管中之水逐滴滴於空心圓之中央處 5.        待第1滴水擴散之後再滴入第2滴水、第3滴水，以此類推，如相片五所示。     相片五：滴入之水擴散之後再繼續滴滴水 6.        當水滴入濾紙直至能看到彩色筆的顏色分開且呈現明顯的顏色來為止。 7.        待濾紙上之水乾了之後，再將置放於塑膠培養皿之濾紙取下來。 (二)   橘色彩色筆 1. 準備一個直徑9 cm的塑膠培養皿。 2. 用橘色彩色筆在一張濾紙的正中央處畫一個直徑約為2 cm的空心圓，如相片六所示。   相片六：橘色彩色筆（左）、濾紙正中央處畫一個空心圓（右） […]

透過變因探討「紙」色層分析 倪行健 臺中市立長億高級中學 nsc100100@gmail.com n  前言 筆者試著以「是否一定要遵循實驗手冊按部就班（step by step）地操作實驗？」的想法，取代食譜式的實驗程序，嘗試不局限於「在封閉容器中」、「使用濾紙」、以及「實驗室內的溶劑當展開液」的濾紙色層分析實驗，放手讓學生有自己不同的想法融入此實驗之中。 各組學生在實驗前先討論、設計，思考在不同材質的紙上（見圖1），點上不同品牌、不同性質（油性或水性）的不同色筆（見圖1），放入不同的展開液中（見圖2），觀其層析狀況（見圖3），並紀錄之（見附件一和附件二）。因此，筆者將濾紙色層分析的「濾」字去掉，暫稱為「紙」色層分析。 圖1：各組學生自行引用不同的紙材和色筆進行層析 圖2：展開液部分由老師提供、部分由學生自己攜帶或提出要需求 筆者思考：濾紙色層分析一定要用濾紙、制式的展開液…等等嗎？讓學生有更多的參與感，有更多自己想法融入色層分析實驗中，在不同變因下，出現那些不同的實驗結果，並且嘗試解釋其原因。在定性的實驗過程中，除了融入學生的創意、想法及設計元素，首先還可以讓學生試著預測（prediction），各種不同色筆可能隱藏那些顏色（見圖3）的色素；在不同的展開液中，哪一種展開液的分離效果較佳？…等等。然後，學生開始實驗（experimentation）、觀察（observation）、紀錄（record）。最後，討論與結論（discussion & conclusion）。這種教學更能增添趣味與和變化？並讓相互觀摩的機會？這不也是一種自學、思考、表達的「學思達」呢？ 圖3：在相同的材質紙上，點上相同各色的色筆，在不同展開液中層析的狀況 n  進行實驗 一.  實驗名稱：「紙」色層分析—誰的分離效果較佳？ 二.  實驗原理：色層分析法係利用混合物在固定相及移動相中，因溶解度的不同而有不同的分布，亦即為利用不同的親和力來進行分離。 三.  實驗目的 1.    能利用混合物在固定相和移動相中，因溶解度的不同而有不同來分離混合物（色素）。 2.    瞭解混合物在固定相和移動相中，因溶解度的不同而有不同以達成分離混合物的原理。 3.    培養小組合作和討論的習慣，形成學習共同體，相互欣賞、學習、互助，產生1 + 1 > 2的效果。 4.    養成做中學（learning by doing）的習慣，藉以激發出創意與發明的潛能。 四.  實驗方法：控制變因實驗法／分組合作 五.  實驗變因：紙質、色筆、展開液（見圖1、2） 六.  實驗探討 1.    其它條件（實驗變因）都一樣的情況下，哪種展開液的分離效果較佳？ 2.    其它條件（實驗變因）都一樣的情況下，哪種顏色的色筆的分離效果較佳？（甚至可探討不同品牌的同色筆層析的差別） 3.    其它條件（實驗變因）都一樣的情況下，哪種紙質上的顏色分離效果較佳？ 七.  實驗材料：所用紙質、大小、形狀、色筆、展開液：各組自訂。 八.  進行實驗：操作步驟（見圖4）並紀錄實驗結果、拍攝影片並後製作，繳交。 圖4：色筆點上不同紙材（上）、置入不同展開液（中）和用影像記錄結果（下） […]