現在的理化課本除了既有的實驗之外，也常多了一些簡易的動手做，做為課前討論引起動機。例如：N版第四冊有個酸鹼中和小活動：『在試管中裝有滴加有酚酞的氫氧化鈉溶液，利用吸管吹入口中的氣體，人呼出去的氣體有CO2，溶於水是酸性，能將氫氧化鈉的鹼性中和，而使酚酞由紅色變為無色。』在試管中利用吸管吹入CO2的實驗不稀奇，國一生物檢驗呼吸作用呼出的氣體，也是利用相同方法觀察澄清石灰水的變化。
我很喜歡這類小實驗，但有時課本上只有簡單的文字與實驗前後的照片，如果老師們想帶學生親自操作，一些細節的部份是需要老師先試做，或是需要在教師手冊上須說明清楚的。受人之託，得在很短的時間內評估酸鹼中和小實驗的安全性與注意事項。
當天又忙科展又是正課，怎麼辦？為了節省時間，於是決定帶到課堂上操作，順便機會教育！注意：此類實驗最合適的場合還是在實驗室，清洗或準備都方便，但要移到課堂上示範也可以，但請務必注意份量，並請叮嚀學生注意安全。
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於是，我在實驗室以1克的氫氧化鈉配1升的水，再滴幾滴酚酞使溶液變成紅色。配好溶液後，便帶著它們來到308。
對國三學生來說，這原理可能已經會了，但親自體驗卻是不曾嘗試。請一位學生上來示範，課本圖片是在試管中裝入7~8分滿的氫氧化鈉溶液，也先請學生依樣畫葫蘆，『到底要讓紅色褪色，要吹多久呢？』
學生將吸管插入試管底，看了我一下。準備要吹了…….
卻聽他叫一聲，很快就閃開了。
地上多了一攤紅色液體……氫氧化鈉濺出來了！
『為什麼會濺出來？』問學生：『你有輕輕吹嗎？』
有時為了貪快或好玩，學生常常會吹得很猛，萬一是低著頭，是可能會被濺出的氫氧化鈉噴到臉，即使氫氧化鈉溶液濃度再低，噴到眼睛還是危險，可以的話，帶上眼鏡或護目鏡保護眼睛。嚴格的說，此試驗應用清水先進行測試，才知道在八分滿的試管中對溶液吹氣是否會濺出。錯誤的示範有時反而是機會教育，當然~所有的實驗先決條件還是安全。
請他重新試一次，一樣是裝七~八分滿，但改成輕輕吹……結果，還是會溢出。看來，不只是輕輕吹的問題。仔細觀察吸管與試管，因為毛細現象而使液面變高，加上當吸管置於底部時，吹出的氣體在細試管中形成氣泡翻滾......
當氣泡沿著試管與吸管間的縫隙上升，就會夾帶著液體噴出。
『如果將吸管移高一點，不要伸到試管底部，讓吸管口有在液面下方就好，這樣吹起來會如何？』氣泡翻湧的現象果然改善多了。
另外，也將量降為1/3~1/4試管高。
這高度是看學生吹的，由一開始的八分滿，吹幾口便只剩下1/3，而這高度就成最適合的量了。正式來，開始計時，試試我所調配的濃度大概多久會變色。吹了一陣子沒變色，學生疑惑。變色的時間也與加入酚酞的量有關，加越多酚酞顏色越紅，褪色的過程時由紅變粉紅、無色。
『同學們期盼一吹就變色嗎？』如果是這樣，就少了等待的趣味。
最後，這樣的份量與濃度比例，吹約2分鐘就會褪色。
試驗就這樣結束嗎？
看了桌上一大杯的氫氧化鈉，腦中突然閃過一個想法。這實驗也能來上反應速率吧？請學生思考，如何能讓變色速度加快？
寫在黑板上：一根試管1/3(5CC)一個人吹，要2分鐘才會變色(褪色)。這一杯960CC，六個男生吹，要吹多久呢？
除了理論計算，也來親自試驗吧！找了好幾位勇士，開始吹~
為了安全還做了加長版的吸管~
只聽到氣泡聲不斷，液面湧起巨大海嘯~
『老師，根本不會變色！』
再吹~『加油~』
實驗組的幾位壯丁已經吹10分鐘了，輪流交換好幾回合。
『老師，只剩600啦！』吹力之猛，早已讓液體濺滿桌子。
問其他學生：『有計算出來要吹多久了嗎？』臺下的學生們只顧著看好戲，根本沒有人在算！
直到下課，溶液只剩半杯500CC，仍是紅紅的......
看來，這活動肺活量要很好才行，而且氫氧化鈉越濃量越多~得吹得越久。
我宣布停止。
值日生們很快地上來收拾，英雄們已經沒力~
『到底需要多久才會褪色？』來算吧！
一根試管1/3(5CC)一個人要2分鐘。
960CC一個人需要吹192分鐘，
六個男生不間斷地吹，也要32分鐘！
一看到計算結果……六位壯丁喘了大氣。
『還好沒要我們吹完，不然~可能要吹到斷氣！』
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其實，面對剩下一大杯尚未褪色的氫氧化鈉酚酞溶液還能來個共同討論，我用這種方式來複習：『要讓紅色褪色~怎麼做才能加速？』丟乾冰？加酸？汽水、酸性果汁？或者來顆發泡錠！視覺效果十足，但記得~不能喝喔！
關於這個實驗，有幾個注意事項要提醒各位老師：
濃度與容量：在實驗室以1克的氫氧化鈉配1升的水最容易調配，此時濃度為0.025M，pH約12~13，酚酞的變色範圍是pH8~10，其實可以更稀一點。越濃，學生要吹越久，也越危險。至於試管中要放多少？建議只能在試管內放約1/4高度的溶液，約4~5mL左右。
吸管與容器：宜使用較長的可彎吸管，可彎吸管可避免臉正對試管口。為了安全可以利用錐形瓶或燒杯，如果要讓每位學生都能操作則仍是以試管來操作。吹的時候吸管不要插入底，只要維持在液面下就可以。
地點：除非是教師示範，此實驗最好還是在實驗室進行。後續的幾個班，我會在實驗室操作，一人一根吸管與試管，再搭配澄清石灰水實驗，將二氧化碳的相關實驗一起進行。
附註：也是安全考量，建議再簡單的實驗老師也要先預作，並在實驗時注意安全，避免學生們可能在急躁或貪玩的情況下出錯，並請學生戴上眼鏡或護目鏡。
(之後安排四個任課班在實驗室進行此活動，每個同學自備吸管來吹，並搭配滴定管操作。活動內容與312花絮~待續。)
分類：創意教學與科學活動 2012/06/21 14:25