活性炭的妙用

2022-08-25 18:09:05 字數 1255 閱讀 5495

生活中到處都會接觸到活性炭:加油站販售活性炭口罩,據稱可以濾去空氣中的有毒物質;濾水器中利用活性炭,可將水中的色素與臭味除去;西藥房甚至販售裝有活性炭的膠囊,宣稱可以將吸收體內的毒素。為什麼活性炭如此神奇?

讓我們由以下實驗來見識活性炭的「特異功能」吧!

【相關概念】混合物的分離

【使用器材】

玻璃棒1枝、燒杯(250ml)、漏斗1個、漏斗架1座、濾紙1張、刮勺、活性炭、鋼筆墨水

【步驟】

1. 在燒杯中裝水約200ml,滴入鋼筆墨水約20滴,以玻璃棒攪拌,使其均勻混合,將燒杯中之水溶液倒出一半至另一燒杯,作為比較之用。

2. 在其中一杯溶液中加入活性炭約1刮勺,以玻璃棒攪拌約30秒後,靜置約1分鐘。

3. 備妥過濾裝置,將墨水與活性炭的混合物倒在濾紙上過濾。

4. 保留的另一杯墨水溶液則直接用濾紙過濾,比較顏色是否相同?

【問題】

1. 墨水直接過濾後,顏色會有改變嗎?

2. 墨水與活性炭混合再過濾後,顏色有何改變?為什麼?

3. 為什麼活性炭能有除臭、脫色的效果?

解析與討論

【結果】

鋼筆墨水經活性炭處理後,過濾得到透明無色的濾液。

【討論】

目前市面上的活性炭大多以椰子殼高溫炭化製成,由於其顆粒極小,加上表面有許多小孔,因此其表面積極大,積積1立方公分的活性炭粉末,其總表面積大約有1000平方公尺。活性炭的表面可吸收氣體及有機化合物,因此具有許多用途;防毒面具利用活炭吸收毒氣;機車騎士戴上活性炭口罩,也可以吸去空氣中的汙染物;飲水機中利用活性炭吸去水中雜質,可以除色脫臭。

本實驗利用鋼筆墨水新增活性炭前後顏色的對比,讓學生親眼目睹活性炭驚人的吸附力,效果十分良好。教師也可嘗試其他色素進行測試,一般實驗室的指示劑,也很容易利用活性炭脫色。

若利用機車騎士使用的活性炭口罩直接摺疊成圓錐形,替代本實驗的濾紙,亦可以使墨水顏色變淡,但因墨水色素與活性炭接觸時間太短,吸附效果不佳,無法使墨水完全脫色變成透明無色。如果將活性炭口罩撕開,會看到其中只有一張黑色的薄紙,可能就是含有活性炭的「濾紙」,若將黑色的濾紙撕碎,與本實驗之墨水溶液混合、攪拌、靜置再過濾,同樣可得到透明無色的溶液。

活性炭吸附許多氣體,就無法再吸附其他物質,所以在實驗前應測試活性炭的品質,若有必要,可加熱活性炭至紅熱,驅去表面吸附的氣體。

【參考資料】

陳偉民&祁明輝:創意教學─理化篇幼獅出版社

& visualizing chemistry. washington d. c.: the american chemical society, p.23-25.

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