竹筷的化學

出自 全民科學平台
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原作者:謝迺岳
關鍵詞:乾餾,漂白,化學殘留
同義詞:免洗筷,衛生筷
使用竹筷的缺點是環保問題,好處是衛生;然而消毒與漂白竹筷後的殘留物仍然是健康的隱憂,因此人人都應該瞭解竹筷的前世、今生與未來。


探究問題

竹筷中的化學殘留物是什麼?如何去除竹筷中的化學殘留物?使用過的竹筷除了焚燒或掩埋,還可以發揮什麼價值?


實作項目

  1. 材料
    竹筷,注射針筒,優碘,廣用指示劑,塑膠杯,點火槍,鋁箔,溫度計,木精與小鐡罐。
  2. 製作
    把十支竹筷折斷成40小段備用。
  3. 操作
    用鋁箔把一支竹筷的一半緊緊包起來;在竹筷前端外露5cm長的鋁箔,且保持蓬鬆的狀態。
  4. 猜測:在一個塑膠杯中加100mL自來水並滴入廣用指示劑(水會變成藍色),然後平分為兩杯;在其中一個杯內投入八小段竹筷,並用吸管攪拌。在第三個塑膠杯中加100mL自來水並滴入優碘液(水會變成茶色),然後平分為兩杯;在其中一個杯內投入八小段竹筷,並用吸管攪拌。先猜想顏色的變化再實做。
  5. 猜測:在小鐡罐內放木精並點火,把包有鋁箔的竹筷放在火焰上烤,使鋁箔的前端冒煙並噴火。當鋁箔前端的火焰熄滅後,用剪刀小心取下鋁箔。先猜想竹筷的變化再實做。
  6. 猜測:在鐡罐內放入數個捲曲的細鐡線,倒入10mL木精,再舖上8小段竹筷。在另一個鐡罐內盛100mL水,先量初溫。把盛水的鐡罐放在盛木精的鐡罐上,燃燒木精與竹筷;預測水的最高溫再實做。


結果與討論

藉著酸鹼中和與氧化還原的實驗,推想竹筷被消毒後,是否有化學殘留。若消毒劑為雙氧水,則具有氧化力;若消毒劑為二氧化硫,則具有還原力。

  1. 結果:竹筷能使弱鹼性的自來水變為酸性(水由藍變黃),證明有化學殘留物。竹筷也能使優碘稀釋液脫色(水由茶色變無色),因此消毒劑為二氧化硫的可能性較大。進階的實驗是,被水煮再清洗過的竹筷不會使廣用指示劑與優碘變色。
  2. 結果:用鋁箔包覆竹筷,乾餾使竹筷中的可揮發性物質變成氣體並燃燒,留下的黑色活性炭可用來寫字畫圖。
  3. 結果:二支竹筷及5mL木精燃燒後,可使100mL水約升溫50℃,也就是500Cal。扣除5mL木精的燃燒熱,可計算回收竹筷做為燃料的價值。



教學目標

國小以上,須注意實驗安全;討論內容時,可依程度調整深度。

  1. 知識上:認知竹筷含有化學殘留物,認識各種化學藥品及活性碳的性質。
  2. 技能上:學習化學檢驗、乾餾製造活性碳、以及燃燒熱的測定方法。
  3. 情意上:要用水燙過竹筷後再作為餐具,兼顧衛生與環保。

應用

  1. 在科學上:酸鹼中和,氧化還原,環保意識,衛生教育。
  2. 在科技上:製活性碳,脫色,消毒。
  3. 在藝術上:用炭筆繪圖寫字,實驗組與對照組的顏色調整。
  4. 進階活動:精確計算每一公克竹筷的燃燒熱。

參考資料