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2. 碘的昇華與凝華

取出冷水杯內的安瓶後,再次放入熱水杯內,又見紅紫色氣體,然後取出安瓶,倒放於冷水杯,安瓶又呈無色透明,而浸入冷水的那一端試管壁又會有暗紫色晶體出現 ...首頁生活科學廳生活科學補給站化學分類查詢全文檢索科展群傑廳科展資料生活科學廳問與答及補給站教學資源廳影音資源作品名稱作品摘要指導老師全文資源名稱全文資源名稱全文名稱講者全文生活科學補給站化學生物健康教育地球科學數學生活科技物理專題導言STEAM碘的昇華與凝華瀏覽人次18525加入最愛資料來源科學研習月刊49-3文/余甄紘蕭次融大學入學考試中心目的觀察封閉試管(安瓶)內碘的昇華與凝華現象。

材料含有碘的安瓶 1個透明杯(200mL) 2個熱水壺1個說明物質的狀態隨溫壓而變,常見的狀態有三:固態、液態、氣態。

以最常見的水為例,在常溫常壓時,水為液態;降溫則可變為固態的冰(0。

C);溫度越高,水越容易變成氣態的水。

物質三態的關係可用圖一來表示:在室溫(例如25。

C),若在一個透明的玻璃罐裡,放入一塊冰後蓋緊罐蓋,這時所看到的是一塊固態的冰。

隨著時間,冰塊會慢慢熔化(或熔解),就可以看到冰塊與液態的水同時存在。

等到冰塊完全熔解,這時所看到的H2O是液態的水,看不到固態的冰,但是確實有看不見的氣態水同時存在。

在室溫,水的蒸氣壓約為25毫米汞柱,亦即水蒸氣的分壓,但是肉眼看不到。

燒開水時所看到的白煙是看不見的氣態水凝結下來的微小水滴。

因此本實驗很特別,不僅可以看到固態的碘昇華變成氣態的碘(紅紫色),而且也可以看到氣體的碘凝華變成固態的碘,亦即可以看到昇華與凝華現象。

圖一物質的三態關係圖 操作步驟1.取一個透明杯,倒入約150mL的熱水(溫度愈高愈好)後,放入含有碘的封閉試管(簡稱安瓶),不久即見安瓶底部顯現紫紅色的氣體,如圖二,照片一。

2.取另一個透明杯,倒入約150mL的冷水(溫度愈冷愈好)後,取出熱水杯裡的安瓶,將其倒過來放入冷水杯內,不久即見安瓶內無色透明的紫紅色氣體逐漸消失,而浸在冷水內安瓶的管壁上出現小小的暗紫色晶體,如圖三。

3.取出冷水杯內的安瓶後,再次放入熱水杯內,又見紅紫色氣體,然後取出安瓶,倒放於冷水杯,安瓶又呈無色透明,而浸入冷水的那一端試管壁又會有暗紫色晶體出現。

4.重複步驟3數次,觀察碘的昇華與凝華。

圖二碘固體的昇華照片一安瓶置於熱水中圖三碘氣體的凝華 想一想1.暗紫色晶體如何變成紅紫色的氣體?這個過程叫做什麼?2.紅紫色氣體如何變回暗紫色的晶體?這個過程叫做什麼?3.有哪些物質,在室溫就可以由固態不經液態,直接變成氣態的?教師手冊封閉試管的製作1.取一支試管,用火焰先均勻加熱離試管口約3公分的地方,如圖四,然後改為強火焰繼續加熱,俟玻璃軟化後移出火焰,拉成細頸,如圖五。

2.從試管口的細頸,放入一些小顆粒的碘晶體(約10毫克)。

3.先用酒精燈均勻加熱整體試管後,固定位置繼續加熱試管底的碘晶體。

4.觀察碘晶體氣化後,趕走試管內空氣的情形。

5.俟試管內充滿碘氣體後,同時用強火焰加熱試管細頸部分,如圖六,以封閉試管口,即得含有碘的安瓶。

註:碘蒸氣的顏色明顯,而碘氣體又重,其往管口進行的前線(front)易見。

因此前線一到細頸,就立即封口,可以控制碘蒸氣,防止其跑出來。

不過,最好還是要在通風櫃中操作,以防萬一漏氣遭害。

照片二市售的安瓶與封了口的安瓶圖四 先均勻加熱圖五 強熱後拉成細管6.封閉的試管(亦即安瓶)要讓其慢慢冷卻,冷後安瓶的管壁上會有碘凝結出來,而管內成為相當低的真空,有利於碘晶體的昇華。

註:要將試管拉成細頸,要用玻璃細工用的瓦斯燈,而且需要有相當的技術。

後來筆者(蕭)找到裝注射液用的安瓶(ampoule或ampule)如照片二。

照片中有一支尚未封口的安瓶,是市售的原樣。

另一支已封口的是已重複使用過數次的安瓶,可見安瓶的一端有碘的顆粒,另一端則有凝華下來的細小碘固體。

圖六 試管內充滿碘氣體後封閉管口補充說明1.這個實驗用到的碘只約10毫克,不僅量少,而且因其封閉在玻璃試管內,不會溢出,可以重複使用,因此不消耗器材,符合微型實驗與環保的要求。

2.關於物質由固態不經液態,直接變成氣態,最常見的例子是乾冰,亦即: 由上式的變化可見物質的本質並沒有改變,只有物質的狀態改變,顯然這是物理變化,由固態的CO2,亦即乾冰變



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4. LiFe 生活化學

【碘】 在室溫下,元素碘是一種黑藍色固體。

加熱時,固體碘 ... 從碘蒸氣中回收固體碘可以通過在冷表面上冷卻碘蒸氣來實現。

美麗的碘晶體形成。

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