Pages

2012年7月3日 星期二

【課程紀錄】化學營 ─ 認識氣體

炎炎夏日的開始,歡迎大家來參加2012的化學營喔!頂著大太陽來上課,真的是一件很熱血的事情!

第一次在師大理學院上課,相信從門口走到教室,印象最深刻的除了九彎十八拐的路線之外,還有一路上的儀器所吸引吧!儀器在化學的研究當中,扮演了十分重要的角色,因為,我們無法直接利用眼睛觀察到細微,因此,需要這些儀器來代替科學家的眼睛,這些儀器可以透過微觀的角度來表現出化合物的型態,可以讓我們對於此有更深入的了解!
[圖1.1]  參觀液相層析質譜儀(LC-MS)
可以檢測到濃度很低的物質喔!
[圖1.2]  參觀核磁共振儀(NMR 400 &500)
這可是科學家的好幫手,每當和成了一個化合物,
都可以來到這裡....驗明正身!!!!
我們時常問這一個問題到底化學和我們的日常生活有什麼相關連性啊?為什麼我們就要非得學習化學呢?這個問題就讓包山包海,有機化學領域的教授  吳學亮教授來替大家解答。

吳學亮教授從有機食品出發,開始討論到化學在日常生活當中的應用,最常見的應用,就像是你我身上所穿的衣服,都是由化學的方法合成所製成的;夏天天氣炎熱,到便利商店買瓶透心涼的飲料,當然,寶特瓶也是利用化學方式所製造而成的,至於藥物更不用說了,我們可以從古老的經典當中得知,有許多草藥當中可以用來治療某些疾病,或是減緩某些症狀,但是,草藥需要時間成長,這樣長時間的等待,病人們真的無法支撐的住,因此,借用化學的技術方式,先找出治療症狀與疾病的關鍵化合物,再利用合成的方式,將關鍵化合物在實驗室當中完成,有了這樣的技術,我們的健康更有保障,不用像是中國古老故事當中,只有富貴人家才有醫病以及有藥材醫治的環境,帶給我們更好的生活。最重要的是,現在石化工業的發展蓬勃,不僅僅是因為石油為目前最重要的能源之一,還有,許多的用途,包含了你身上所穿得、用得與戴得,完全與生活緊密結合,這些東西,完全依賴化學來解決喔!
[圖2.1]  吳學亮教授所提供的例子,是不是都圍繞在我們生活之中阿~
這些例子,全部都是利用化學會產生得喔! 
[圖2.2] 布洛芬(Ibuprofen)在二次大戰期間,最常被使用的藥物,
有良好的治癒能力,但是,帶來的副作用,也相當得大! 
[圖2.3]  石油化學工業的主要產物以及各式各樣的副產物! 
[圖2.4]  這是史上第一個酒測器!
但是,它只能檢測有沒有喝酒,
並無法測出你喝多少酒!!!
[圖2.5]  第二代酒測器,
添加了第一代的不足,在目前,深得警方單位的喜愛!
以上兩個酒測器,都是利用化學反應的原理喔!
在上完吳學亮教授的課程之後,相信大家,一定對於化學在日常生活當中扮演的角色,相當熟悉,簡單來說,「化學,就是你生命的全部啊!!!」

聽完演講之後,肚子一定餓得受不了!!快~到餐廳吃午餐囉!!!
[圖3.1]  乾淨又衛生的餐廳,絕對是受選!!!
排隊點餐囉~快快快~吃飽 下午好戰鬥!!! 
[圖3.2]  有各式各樣的配菜和主餐提供選擇喔~
連續吃的五天都沒有問題的拉~
現在同學先深吸一口氣,光這一口氣,就包含了許多的化學物質,以及可以拿來討論的地方。在看卡通的時候主角常常使用的招數通常都有「空氣砲」,現在,我們要自己製作空氣砲!!!難道,我們擁有什麼特殊能力可以和卡通主角一樣,使用尻季泡的絕招嘛!?當然不是,這只是利用到氣體可以壓縮的性質,將氣體壓縮之後,推出去而已,一點都不需要使用到特殊能力喔!但是,一般的空氣就如你和我所見,看不到,也無色無味,若被空氣泡攻擊,完全無法防禦,為了增加刺激感,我們多了一項器具「煙霧器」,煙霧器可以幫助我們看到「空氣砲的軌跡」喔!
[圖4.1]  光用空氣沒有什麼威脅感!!! 
[圖4.2]  加入煙霧...這就是我們的祕密武器拉~  
[圖4.3]  是否看到「空氣砲」的軌跡啦!!!倍增威脅感!!!
[圖4.4]  你看看!!這位同學笑得多開心啊~ 
[圖4.5]  注意一下,從紙箱中發射的「空氣砲」是圓形的喔! 
[圖4.6]  這次換同學來玩看看囉!!! 
[圖4.7]  這位同學.....發射起來還滿瘋狂的呀!!!
別忘記,剛剛吸完深呼吸的這一口空氣,裡面含有需多的氣體,其中最多的就是氮氣(78%);其次為氧氣(21%),剩下的1%就是些 氦氣、氬氣、甲烷、二氧化碳,等等其他的氣體,現在,就要和大家介紹對於這個有點熟悉,又有點不熟的氣體「氦氣」熟悉的不分是因為,現在看到會飄起來的氣球,裏頭都是灌了氦氣(因為,氫氣在高溫之下的反應劇烈,不安定),也是因為氦氣為第二輕的氣體,因此亦可以飄浮在空氣當中。但是,如果只是體會到氣球會飄起來的話,這樣就太小看你們了,當然又體會一下也別於一般的感受,曾經有幻想過,可以在迪士尼的卡通片當中辦演一角嘛!?現在就是你的機會,跟著我們以下的照片,一起做!你就可以到迪士尼當唐老鴨的配音囉~
[圖5.1]  灰色的裡頭都是氦氣喔~和氣球店賣的一模一樣!! 
[圖5.2]  結果和想像的一樣,一開始會向上飄,在天花板上! 
[圖5.3]  但是,過一下子,會因為裡頭氦氣跑掉的原因,
逐漸漂浮在空氣當中!
[圖5.4]  讓自己擁有唐老鴨的聲音,
請先拿出一顆充滿氦氣的氣球!大聲說出你的姓名!
[圖5.5]  看著他,別慌張,做好心理準備,用力地吸一口!
[圖5.6]  像吞開水一下,「吞」進去氦氣! 
[圖5.7]  結果就是,你會非常訝異!原來....自己這麼像唐老鴨!!!
由於,各位同學都相當的害羞,有鑑於此,就不放上大家的經典影片,我們就使用網路上的資源~看看別人的效果如何!!!


這些實驗過後,吃過午餐的肚子又餓了...沒關係!!我們都有準備點心!!大家走吧!!吃點心囉~
[圖6.1]  今日點心~蘿蔔糕與紅茶喝到回本!!!
吃完了下午茶點心,要開始今日最後一個實驗囉!!!在大氣當中含量最多的「氮氣」,當然「氣態的氮氣」不好玩,非常平常,因為氮氣在常溫常壓之下,沒有什麼劇烈的反應!但是,在科學上,許多實驗都需在低溫下操作,因此,「液態氮」就成為了科學家們的最佳首選!當然,也不僅僅只有在科學界使用液態氮,醫療界也常使用液態蘭來治療患者,例如:雞眼等等。今天,我們將利用「液態氮」低溫的特性,在這炎炎夏日的實驗室當中,讓大家體驗一下,瞬間低溫的世界!
[圖6.2]  當液態氮灑向教室遠方,瞬間蒸發成氣體!
是一種說不出的暢快啊!! 
[圖6.3]  大家紛紛彎下腰,享受這樣的清涼與震撼! 
[圖6.4]  今天介紹新玩意兒!液態氮棉花糖~~ 
[圖6.5]  回答問題!有獎!!20秒的液態氮棉花糖~ 
[圖6.6]  好吃嗎?應該是很好吃吧!!!都笑了~ 
[圖6.7] 20秒鐘~美好的等待!!! 
[圖6.8]  放學後,最後一碗液態氮放送!!!
從今天的課程當中學到,化學真的和我們生活息息相關,並且,任何再平常不過的事物,都有有趣的地方,等待你們來挖掘喔!!!

0 意見:

張貼留言