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第十二週 實驗五【W1】
第十三週 實驗五【W2】
實驗五 從廢鋁罐製備明礬
此講義僅供校內修課學生參考
化學網站版 N.T.O.U 2
第十二及十三週課程大綱
• 實驗影片欣賞
- 減壓過濾
【 http://www.youtube.com 輸入「基礎化學實驗技能」可搜尋以上影片】
• 課前注意事項
• 藥盆清點
• 實驗五步驟及注意事項
• 晶體觀察
• 數據討論及補充
http://www.youtube.com/user/ntuchemistrylabhttp://www.youtube.com/
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課前注意事項
• 本週 1. 實驗五【W2】晶體觀察
第二週稱重登記數據
2. 實驗數據討論及補充
3. 複習減壓過濾操作(水流抽氣機)
• 下週 1. 準備活性碳口罩
2. 微量分注器使用操作
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藥盆清點-四組一盆
• 水流抽氣機 兩組共用一台
701抽屜E下方櫃子 / 702小房間
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• 步驟1~5 鋁片與KOH反應
實驗流程
反應式 )s(O2H122)4SO(KAl)O2H/K/
24SO(
3Al
)aq(4SO2H
4)OH(Al)aq(KOH
)S(1A
冷卻
2)aq(4)aq()l(2)aq()s( H3)OH(Al2K2OH6KOH2Al2
KOH(aq) ,Δ
•抽風櫃中加熱
•6杯共用1台加熱器
•請貼各組標籤
•加熱定於5或150℃
•反應至無H2再產生
剛反應
反應完
實驗五步驟及注意事項
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• 步驟6 抽氣過濾,去除雜質,收集濾液
實驗流程
)s(O2H122)4SO(KAl)O2H/K/2
4SO(3
Al)aq(4SO2H
4)OH(Al)aq(KOH
)S(1A
冷卻
•布氏漏斗與抽濾瓶
緊密接合
•選用合適濾紙並以
純水濕潤
•濾液倒入100ml燒杯
•2 mL純水潤洗濾瓶 •水流抽氣機水箱裝水
(下進上出)
實驗五步驟及注意事項
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• 步驟7~8 酸鹼中和
實驗流程
)s(O2H122)4SO(KAl)O2H/K/2
4SO(3
Al)aq(4SO2H
4)OH(Al)aq(KOH
)S(1A
冷卻
•澄清液體 •總體積30 mL以內 •若有雜質,趁熱以 重力過濾去除
•澄清濾液
H2SO4(aq) 煮沸
•Al (OH)3白色沉澱
實驗五步驟及注意事項
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• 步驟9 結晶
實驗流程
)s(O2H122)4SO(KAl)O2H/K/2
4SO(3
Al)aq(4SO2H
4)OH(Al)aq(KOH
)S(1A
冷卻
•先緩慢冷卻
•再冰浴
【講桌提供冰塊】
•若無晶體長出,
以玻棒輕刮器壁
誘導結晶
先冷卻再冰浴
實驗五步驟及注意事項
★結晶關鍵 •過飽和 •勿擾動 •慢降溫
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• 步驟10 收集產物
實驗流程
)s(O2H122)4SO(KAl)O2H/K/2
4SO(3
Al)aq(4SO2H
4)OH(Al)aq(KOH
)S(1A
冷卻
•稱重,計算產率
•自然風乾一週
【不可加熱烘乾】 【貼標籤放至講桌】
•鋁明礬回收(約5-7g)
•先清洗布氏漏斗
•迅速倒出
•95%酒精與水(1:1)混合液
清洗結晶【不可過量
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1. 鋁片重量 w1 g 2. 所得鋁明礬重量 w2 g 3. 鋁明礬理論產量w3 g
4. 鋁明礬產率 w2 / w3 x 100 % = P %
【 Al 鋁的分子量:26.98 】 【 KAl(SO4)2‧12H2O 鋁明礬的分子量:474.21 】
鋁片重W1
鋁分子量 鋁明礬理論產量W3 = x 鋁明礬分子量
鋁明礬產率P% = 鋁明礬理論產量W3
實驗中鋁明礬重量W2 X 100%
實驗記錄 請注意單位及有效數字
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晶體觀察
•透明帶白色的固體 •結晶為正八面體
★結晶關鍵 •過飽和 •勿擾動 •慢降溫
KAl(SO4)2‧12H2O
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再結晶
KAl(SO4)2‧12H2O
以最少量熱溶劑將固體溶解,冷卻後溶解度降低,過量溶質結晶析出
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數據討論與補充
• 產率不可能100% - 鋁罐的鋁並非純鋁
(含有雜質,有殘餘膠片不與反應)
- 鋁明礬為離子性化合物,部分溶於水(1 g / 7.2mL冷水),
水量愈高,溶解愈多,產率愈低
• 產率偏低 - 鋁罐外皮未磨乾淨,高估鋁重量
- 以太大量洗液潤洗燒杯或濾瓶
- 水溶液太多,溶在水中的明礬多
- 未確實將產物從濾紙上刮下
• 少數組別產率破百? - 產物未抽氣乾燥完全
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• 六方晶系 KAl3(OH)6(SO4)2
• 含氫氧根的鉀、鈉、鋁硫酸鹽礦物
• 解理面呈珍珠光澤,其餘面呈玻璃光澤
• 硬度3.5~4,灰、白、稍黃、稍紅等顏色
• 金瓜石之明礬石,在礦床及變質圍岩中呈粒狀或鱗片狀產出
• 為明礬及硫酸鉀的來源,另可提煉鋁及造紙,食品加工,淨水劑,染料等用途
自然界明礬石Alunite
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鋁明礬應用
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%98%8E%E7%9F%BE
• 被當成一種膨鬆劑,食品添加劑,用於油條、冬粉製作
• 造紙、製筆、媒染劑等
• 水質處理中,明礬用作淨水劑
原理:Al3+可水解生成氫氧化鋁Al(OH)3
膠狀沉澱,吸附水中的懸浮微粒
反應式:
Al3+ + 3H2OAl(OH)3+3H+
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想想看…你學會了嗎?
• 鋁片與KOH反應完全
• 正確使用真空抽氣機
(1) 抽氣管正確連接
(2) 濾紙放中間、無空隙
(3) 先拔管、再關機
• 正確清洗晶體表面
• 鋁明礬產率計算正確
• 請培養團隊合作、溝通協調的能力
• 請學習運用知識、判斷實踐的能力
• 開始動手做實驗吧~~