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一通就『熱』~水管疏通劑 次要群組 [化學教學::酸鹼鹽] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-04-19 10:52:04
關鍵字 1氫氧化鈉 2放熱反應
此文完整連結 http://zfang.zipko.info/264.html
文章歡迎轉載,請尊重版權註明連結來源。
不正常人類人腦智慧研究所
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這不是通樂的廣告詞嗎?我寫錯了嗎?沒有,它真的是放熱反應。
鹼具有將油垢與蛋白質溶解軟化的能力,一般水管的阻塞物以油漬和廚餘殘渣為主,而我們多使用顆粒狀的水管疏通劑,利用其中的苛性鈉(NaOH)與Al粒反應時產生的高溫與氣體,使阻塞物因溫度壓力而疏通分解。

鋁是兩性金屬,既可跟酸反應,又能跟鹼反應。在酸中可以溶解成為Al3+,在鹼中先形成Al(OH)3沈澱,但是過量的OH-環境中會產生Al(OH)4-再次溶解,都是產生氫氣。
弱鹼中的反應 Al3+ + 3OH- --> Al(OH)3
強鹼中的反應 Al(OH)3 + OH- --> Al(OH)4-
水管疏通劑中,鋁與氫氧化鈉的反應: 2Al + 2NaOH +6 H2O --> 2NaAl(OH)4 +3H2

水管疏通劑使用方法:先清除積水(水是使它反應的關鍵),讓藥劑順利到達阻塞處。將適量的顆粒慢慢倒入排水孔內,再加入冷水,便會慢慢地發出嗤嗤的聲音,反應開始 (千萬不要對著排水孔看,以免氣體與鹼液噴出)。靜待30分鐘後,再以大量冷水沖入即可。報載~曾有廠商標示說明錯誤,把加冷水,卻誤寫為加『熱水』導致反應速率過快,化學液體噴出,導致臉、手灼傷,眼睛還差點失明。
水管,平時就要保養否則~萬一阻塞物通不了,還讓水管變形破裂,家中的『暗管』也許就直接變成『明管』了。

在保養家中水管之後,我想到~不如帶著它到學校做個實驗吧,順便機會教育一番。示範給223其中一組學生操作,我倒一些到錐形瓶中,藍色的是是因為色素,白色圓圓的是氫氧化鈉,金屬顆粒是鋁,還有一些硝酸鈉(有些含酵素)。

『搖一搖~顆粒大的會往上,還是跑到下方?』考一考學生。
顆粒大的會『浮』出。
在錐形瓶加一些水,套上氣球…一開始反應很慢,大家還覺得不過癮,我也疑惑,效果不太好嘛~
氣球終於有點鼓起~
『反應是放熱,還是吸熱?』大家用手去試試,它是放熱反應。

溫度不停升高,反應也變得越來越激烈,溶液中液體開始翻滾~大量氣泡湧起,氣球越漲越大~氣球的形狀已經有些變了……
『好可怕呀~』所有的同學閃到教室四周。
會不會買到黑心氣球?怎麼變成這種怪形狀。要不要去把氣球打開洩氣?

才在想,結果~就在那麼一瞬間,哇,氣球像火箭一樣噴射到高空。大家看傻了。

事後檢討,我用的氣球太小,而且藥劑的用量太多了,何況產生的氣體是可燃的氫氣,萬一沒掌握好就慘了。如果要做示範實驗,少量即可。(點火嘛??三思啊~)一般疏通水管還要到1/10-1/5,可知在水管中發生多麼驚人的化學反應,如果不小心,那可嚇人了。

這個實驗相當危險,最重要的是善後工作,鹼性溶液具有腐蝕性,一定要用大量水稀釋清潔,最好不要在教室做~萬一壓力太大是錐形瓶爆裂,濺出的鹼液與玻璃碎片……可不是鬧著玩的。

下午,輪到223另一組學生上理化,他們已耳聞上午這個實驗,非常期待。有了上午的教訓,這回我帶學生到戶外空地,用量少了、氣球也用大一點。

開始操作…學生散開,圍成一個圓。
反應很慢…我知道一開始本來就比較慢,隨著放熱溫度升高反應速率也提高,就會倍數增加反應變化了。哇~變大了,變大了,氣球漲得比上午『大』多了。學生非常興奮~期待著,會不會像上午一樣變成火箭~飛上天。
啊~出乎意料的,氣球居然倒下,垂著頭斜掛在錐形瓶旁。

然後…沒了,反應達到平衡,沒有氣泡在產生,氣球也慢慢消了(內部溫度也下降)。
『就這樣?』學生有些失望。

事後,223學生總追著我問:『什麼時候還要再爆?』
嗯~暫時不想再做,再做一次一定會被學生慫恿加過量,而且~這是氫氣,萬一遇到火就太危險了。

 


被同事偷拍的活動相片,二年後~我才見到這一張。
後來這個班級因為某個令人感傷的理由,就沒有再由我來教了...

 

原文發表於2008/05/14
一通就『熱』~水管疏通劑 - zfang の科學小玩意 - Yahoo!奇摩部落格

 

END
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