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106 五人組

          組員:   張詠鈞
                張嘉修
                温宗友
                呂宛儒
                周玟萱
想透過本次實驗了解用不同濃度
的硫酸銅溶液,搭配上一樣濃度.
體積….的硫酸鋅溶液,以測量其
電壓的變化
實驗器材與藥品
量筒(10ml) 10支
塑膠管 4支
數位三用電表 1個
鱷魚夾 2組
鋅片(5mm) 7條
銅片(5mm) 7條
容量瓶 2個
燒杯 2個
玻棒 2支
安全吸球 2個
定量吸量管 2支
硫酸鋅
硫酸銅
硝酸鉀
操作變因:
不同濃度的硫酸銅,分別
與同濃度的硫酸鋅反應。

應變變因:
電壓的變化量。
實驗步驟
在開始之前,
先把東西都
 準備好唄~
將硫酸鋅與硫酸銅調配
  成1M的水溶液
       硫
       酸
       銅




 硫酸鋅
2
在5支量筒中,分別裝入配製
成0.2M、0.4M、0.6M、0.8M、
1.0M的硫酸銅溶液
3
在另外5支量筒中,裝入1.0M的硫酸鋅溶液
將硝酸鉀裝入塑膠管中,兩端
4   用衛生紙堵住,以其當作鹽橋
將電表插上夾子,分別夾
       上鋅片與銅片

夾上鋅片端放入硫酸鋅溶
液中,銅片端則放入硫酸
銅溶液中          6
將鹽橋放上,
計入其結果


    ?
0.2M的硫酸銅溶液
0.4M的硫酸銅溶液
             明顯的發現他電壓增
                加了!!
0.6M的硫酸銅溶液
0.8M的硫酸銅溶液
1.0M的硫酸銅溶液



             這些實驗數據真漂
                亮~
列成表後


CuSO4 0.2M 0.4M 0.6M 0.8M 1.0M
  V 0.990 1.025 1.047 1.069 1.090




   雖然不是成正比 但也可以發現到增加的量其實是差不多的!!
做成圖形後
                        電池電壓
 1.1                                   y = 0.123x + 0.970




1.05




  1                                    電池電壓
                                       Linear (電池電壓)




0.95




 0.9
       0   0.2   0.4   0.6   0.8   1
實驗結果
   經過這幾次的試驗後,我們發覺改變硫酸
    銅濃度真的能夠改變電壓大小,並且形成
    一種正相關(並非正比)
另外我們做了一項實驗是將
硫酸鋅濃度降低而看結果如
   何!!但發現……
0.2M硫酸鋅溶液配1.0M的硫酸
       銅溶液
有沒有哪裡怪怪的?
難道!!有鬼!!?
這個現象我們可以用
“勒沙特列原理”和
“能斯特電池電位方程式”來解釋
勒沙特列原理
   化學平衡是一個動態的平衡現象。
    當宏觀達成平衡時, 宏觀的熱力學變數
    不再有可觀察的變化。 但從微觀的層面
    來看平衡, 系統中的原子分子仍然不斷
    地激烈的碰撞, 進行能量的交換。
    當一個處在平衡的系統, 受到外力干擾
    時, 系統會朝向降低外力干擾的方向調
    整, 而達成新的平衡。
    勒沙特列原理, 即是用來預測微擾對平
    衡所產生的改變方向。
   從反應式來看
         2+      2+

    Zn(s)+Cu(aq) Zn(aq)+Cu(s)
           ↑當CuSO4溶液濃度增加時
    反應式向右傾 使得右邊的電壓增
    大
    然而當右邊的ZnSO4濃度降低時
    左邊的反應為了達到平衡而使得反
    應向右傾 因此最後才會造成這樣
    的結果
能斯特電池電位差方程式
   由德國的化學家瓦爾特.赫爾曼.能斯特
    (Walther Hermann Nernst, 1864 – 1941)
    所提出,描述電化電池(Electrochemical
    cell)的化學反應中電動勢(Electromotive
    force, emf)與反應物濃度商數(Reaction
    quotient)的方程式;用來決定電化電池中
    半電池反應(Half-cell)的平衡還原電位
    (Equilibrium reduction potential),或計
    算電化電池的電動勢。
實驗總是令人感到興奮

因為都會發現不知道的事
            物!!
直接將鋅片丟入硫
酸銅中促成直接反
應~鋅片不但變黑而
且冒出了氣泡~是甚
   麼呢?
根據第四十屆科展化學組佳作作
品的結論
   在上網查資料的過程中,發覺科展實驗也
    有人做出相同的實驗,並由實驗中推斷鋅
    片上覆蓋的為黑色氧化銅,應該可推斷為
    「鋅銅電池電解水」原因為第三十屆科展
    鋅銅電池的教授評語中曾說:「電池三要
    素:電極、電解質溶液、隔板。」因此鋅
    片上覆滿黑色氧化銅後形成較不易導電隔
    層,才構成電池,生成電解水的氫氣,氧
    氣(由火焰在瓶內持續燃燒5〜10 秒,推
    論含氫、氧)。
                這就是所謂的英雄所見略
                    同嗎?
各成員心得
   周玟萱:透過這次的實驗,讓我知道原來不同
    濃度的電解液,真的會影響到電流的結果變
    化,終於在親自操作中知道他的影響,其實
    我真正獲益良多的並不只是本次實驗操作的
    結果,這只是其中的一部分而已,我最大的
    收穫莫過於在小組討論中同心協力完成它的
    過程!因為無論是要做甚麼、還是怎麼做……
    都是經過大家的討論後才做好的,在這當中
    也讓我了解到團隊合作的重要,原來有些實
    驗是無法一個人完成的
   呂宛儒:經由這次的實驗,我們可以得知
    硫酸銅的濃度是真的會影響電壓的大小
    唷,但我覺得,其實經過本次實驗得到最
    大的收穫並不是最後的結果,而是實驗
    的;不論是事前的討論,還是過成中大家
    手忙腳亂的記錄、操作……都相當地好
    玩。所以對我來說,本次我最大的收穫就
    是─可以跟大家一同想受實驗的過程~相
    當有趣又印象深刻(果然實驗還是要親手
    做才會有FEEL~)
   張詠鈞:在這次的實驗中改變了硫酸銅水
    溶液濃度,原本要將硫酸鋅溶液也做改
    變,但因時間上的考量,在配置藥瓶的時
    間叫常所以只探討硫酸銅溶液濃度的改變
    是否影響電壓,但中途把鋅丟進硫酸銅內
    發現鋅片上除了銅渡在上面,還有不知名
    的氣體,下次有機會要在看看。
   張嘉修:我認為這次實驗得到的最大地成
    果就是硫酸銅濃度的改變,會影響電壓的
    大小,當然是「正相關」經過這幾次上課
    之後,我發現到了,其實做實驗並不是件
    無聊事,反而可以藉由觀察實驗那神奇的
    數據,來得到一些結論,進而從中得到樂
    趣和成就感。
   温宗友:我認為這次的自製實驗對我們整
    組來說是一個挑戰,考驗大家的團隊精
    神……等,在這次的自製實驗中我認為最
    重要的不僅僅是實驗的結果及過程,從一
    開始的討論、腦力激盪、團隊互助…….
    等,都在這次實驗中的到一個很好的經驗
    。自己動手做實驗、配製藥品都是國中前
    所未有過的經驗,看老師們配置都覺得很
    容易,但當自己動手嘗試時才發覺原來並
    沒有想像中的簡單。這也是在這次實驗中
    得到的一個美好經驗。
THE~END

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