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五年級上學期的自然課，當我們上到水溶液單元時，老師指導我們石蕊試紙可以測試水溶液的酸鹼性，藍色石蕊試紙遇鹼性 水溶液不變色，遇酸性水溶液時變紅色；而紅色石蕊試紙遇鹼性水溶液變藍色，遇酸性水溶液時不變色。 可是，滴入醋水溶液的藍色石蕊試紙變紅色的部分竟然消失不見了，紅色石蕊試紙應該不變色卻出現藍紫色，怎麼會這樣呢？ 可是，滴入鹼性水溶液的石蕊試紙並沒有變色消失的情形，是醋的關係嗎？是操作的時候不小心讓試紙汙染嗎？是試紙放置的環 境問題？還是，試紙本身的問題？不同品牌的醋會影響試紙的變色消失嗎？濃度不同的醋是造成試紙變色消失的原因嗎？一張小 小的石蕊試紙，顏色的變色差異情形，讓我們進入醋與試紙的色彩世界。 1. 試紙部分 : 國際石蕊試紙、東陽石蕊試紙、東陽廣用 試紙、日本製廣用試紙、日本製 pH 試紙。 2. 酸性溶液 : 工研工研醋、高記五印清醋、萬家香糯米 醋、雪碧汽水。 3. 其餘實驗器材 : 剪刀、雙面膠帶、鑷子、滴管、竹籤、 透明水箱、濾紙、紙杯墊、石蕊試液、 廣用指示液、蒸餾水、洗滌瓶、溫度計、數位相機。 小宸幫忙整理實驗用具，竟然發現酸性溶液滴 在石蕊試紙上的變色情形消失了，到底石蕊試紙的 變色消失是因為 …… 我們決定使用國際試紙和東陽試紙兩種試紙，並 分別使用工研醋及汽水兩種酸性水溶液來進行實驗。 ( 一 ) 滴入醋及汽水的水溶液，滴在兩種不同品牌的石蕊試紙上 ，都有變色消失的情形。 ( 二 ) 分析實驗紀錄發現，滴工研醋的石蕊試紙變色消失的情形 比汽水來得明顯。 ( 三 ) 這一次實驗證明我們整理教具時發現的情形存在，也確認 變色消失情形在不同品牌石蕊試紙都會發生。所以我們決 定取用【其他試紙】進行下一回合的實驗。 探索活動二：不同種類的試紙也會讓酸性水溶液變色消失嗎 ? 工研醋滴在不同試紙上，觀察到的變色 消失情形，廣用試紙上變橘色部分消失 了，變成深綠色， pH 試紙變黃色的部 分顏色變淺了。 汽水滴在不同試紙上，觀察到的變色消 失情形，廣用試紙上變橘色部分消失了， 變成深綠色， pH 試紙變黃色的部分顏 色變淡黃色。 探索活動一：石蕊試紙的變色消失情形，是人為、環境因素？還是跟試紙的品牌有關呢？ 討論造成石蕊試紙變色 消失的可能原因 將石蕊試紙貼在實驗 紀錄單上 小心翼翼的滴醋及汽水滴好醋、汽水的紀錄單， 由學生帶回教室觀察 一、探索石蕊試紙變色消失情形是否與不同品牌的石蕊 試紙有關。 二、探索酸性溶液在石蕊試紙的變色消失情形，是否會 出現在其他種類的試紙上。 三、探索醋在各種試紙上的變色消失情形，是否與醋的 品牌有關。 四、探究醋在石蕊試紙上的變色消失情形，是否與醋 的濃度有關。 五、自製石蕊試紙並探究醋在石蕊試紙上的變色消失情 形，是否與試紙的材質有關。 排除了酸性水溶液滴在石蕊試紙上面變色消失 的情形非人為疏失或放置環境的因素後，我們決定 研究不同種類的試紙是否也會讓酸性水溶液變色消 失。 我們選擇了三種不同種類的試紙，分別是：東 陽廣用試紙 2. 日本製廣用試紙 3. 日本製 pH 試紙 我們使用廣用指示劑測 試水溶液的酸鹼值 用色卡比對試紙變色情 形 醋與汽水滴在日本製廣 用試紙 醋與汽水滴在日本製 pH 試紙上 二 、實驗過程 ( 一 ) 分析實驗紀錄發現，將酸性水溶液滴在台灣製及日本製的廣用試紙 變橘色及日本製 pH 試紙變黃色的變色部分幾乎都消失了，所以觀察發現 ，不同種類的試紙也會讓酸性水溶液變色消失。 ( 二 ) 滴工研醋的變色效果比汽水來得明顯，與探索活動一相同，推測是 醋的酸性較強的緣故。。 ( 三 ) 探索二的實驗結果發現不同的試紙也都有變色消失的情形，「難道 問題出在酸性水溶液嗎？」所以，我們決定採用【不同品牌的醋】來進 行下面的實驗。 滴滴看！不同品牌的 醋，會不會有不同？ 老師從全聯買回來三種不同品牌的醋 — 萬家香糯米醋、工研工研醋、高記五印 清醋 分析一下，三種不同 品牌的醋，成分有甚 麼不同？ 做出來的結果 …… 三種品牌的醋呈現出 來的試紙反應： 1. 廣用試紙變橘色的 變色部分幾乎都消失 了 2. 藍色石蕊試紙變紅 色的部分消失了，紅 色石蕊試紙變成有一 些紫藍色。 ( 一 ) 探索三的實驗結果發現三種品牌的醋滴在廣用試紙與石蕊試紙上面也都 有變色消失的情形，與實驗一、二進行的變色消失相同。 ( 二 ) 三種不同品牌的醋，他們的共同成分有糯米和水。另外不同品牌有部 分成分是彼此不同的，依實驗結果推測不同成分對變色消失沒有顯著影響性。 探索活動三：醋在各種試紙上的變色消失情形，是否與醋的品牌有關 ? 三、實驗結果 一 、實驗目的 二 、實驗過程 三、實驗結果 一 、實驗過程 二、實驗結果 ( 三 ) 探索三的實驗結果與實驗一、二進行的變色消失一致，因此，下一個實驗決定用【不同濃度的醋】，來觀察試紙變 色消失的情形是否與醋的濃度有關。 三 、實驗結果
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一、醋的揮發性較強 ? 滴在藍色石蕊試紙上的醋乾了之後，就完全消散在空氣中了，沒有留在試紙上，導致變紅色的 部 分消失，變回藍色了？ 二、醋的酸性較強 ? 滴在紅色石蕊試紙上的醋和紅色石蕊試紙原本就有的酸性互相作用後，改變了紅色石蕊試紙的 酸 鹼性 ? 或者是醋在揮發時帶走了紅色石蕊試紙原本就有的酸性，導致紅色石蕊試紙乾了之後變 成 紫色，推測是石蕊原來的顏色。 三、藍色、紅色不一樣 (1) 我們在每一次的實驗中都會發現，滴在藍色石蕊試紙上的醋很快就被試紙吸收了，但是滴在紅 色 石蕊試紙上的醋，會呈現小水珠狀一段時間，才慢慢被試紙吸收，由此我們可以推測，當初在 製 作試紙時的藍色石蕊試液和紅色石蕊試液本身成分就不太一樣。 四、藍色、紅色不一樣 (2) 自製石蕊試紙的過程中，不論紙的厚薄，藍色石蕊試液都不易附著在紙上，紅色石蕊試液就不 會 有這種情形，這也是我們意外發現兩種顏色的石蕊試液成分不太一樣的原因。 五、空氣「酸酸的」 ? 我們在暑假就買好的某牌藍色石蕊試紙，放到十一月要開始做實驗時，整條藍色石蕊試紙竟然 都 變紅色了 ! 推測空氣中的二氧化碳或其他氣體與水蒸氣結合成酸性的水溶液蒸氣，偷偷的把藍色 石蕊試紙變紅了。 一、相關教材 康軒版自然課本第 五冊第三單元『水溶液』、康軒版自然課本第 六 冊第二單元『燃燒和生鏽』 翰林版自然課本第 四 冊第三單元『水的奇妙現象』 二、參考期刊文章 1. 林仲剛（ 2011 ） 不可不知的莖狀地衣 - 石蕊地衣類 科博館館訊， 284 取自 http://web2.nmns.edu.tw/PubLib/NewsLetter/100/284/2.pdf 三、參考網路資料 1. 百度百科：石蕊試紙 http://baike.baidu.com/view/62804.htm 2. 三市儀器 http://www.zak.com.tw/products_detail.php?l=2&pro_id=292 3. 台灣肥料股份有限公司 http://biotaifer.taifer.com.tw/search/048001/45.html 4. 台中酒廠網頁 http://event.ttl-eshop.com.tw/tc/index.aspx 一、在一次偶然的發現中，我們注意到酸性溶液滴在石蕊試紙上的變色部分竟然會消失，開始了我們的探究 之旅。經過多次實驗，證明了不同品牌的石蕊試紙、不同種類的試紙、不同品牌的醋 以及 不同濃度的 醋，都會出現我們發現的變色消失情形，因此我們確認：石蕊試紙上的顏色變化不是「意外」、更不是 「憑空消失」。 二、自然課本的內容提到 ：「藍色石蕊試紙遇酸性溶液呈現紅色，紅色石蕊試紙遇酸性溶液不變色」， 而 我們從實驗結果中推論出更深一層的變色情形：石蕊試紙會有變色消失的情形，而這樣的變色消失情形 在其他試紙也會產生，在不同品牌的醋也有相同情形，因此建議未來可以將研究範圍拓展到 其他酸性 水溶液，不僅限於醋酸和汽水，來了解是否所有酸性溶液都會有相同情形。 三、將醋滴在我們自製的紙杯墊石蕊試紙，出現了有別於前面探索活動發現的實驗結果，試紙的變色部分沒 有消失，所以我們推測：棉紙紙杯墊的材質比較厚，毛細現象強，吸附的石蕊試液較飽滿，鎖住石蕊試 液的功能也較強，所以紙杯墊製作出來的藍色石蕊試紙滴醋變紅色的部分沒有消失，紙杯墊製作出來的 紅色石蕊試紙滴醋呈現紅色的部分乾了之後也不會變紫色。建議未來研究，可以使用 其他厚度、不同 材質的紙去製作石蕊試紙來驗證實驗結果是否具有一致性；同時，也可以自製廣用試紙，看看是否有不 同的發現。 四、觀察試紙變色消失情形時，建議除了紀錄水溶液滴在試紙當下的時間點，也能紀錄試紙變色消失的時間， 藉由試紙變色消失的速度，可以延伸出另一個層面的探究。 五、除了研究不同的醋所產生的變色差異情形，我們也討論過不同品牌的醋，成分內容會不會是造成試紙變 色消失的原因，我們在一些資料中發現，基本釀造醋的加工方法有用到酒精發酵，所以我們推測：揮發 性強的酒精也可能是造成試紙變色消失的原因，建議納入未來深入研究的議題。 六、五年級下學期的自然課本中提到科學研究的方法：發現問題 >> 提出假設 >> 設計實驗，驗證假設。這一回 研究醋的變色消失情形讓我們發現，科學研究方法有時就像剝洋蔥，一個又一個實驗有時只是剝開一層 又一層的問題，直到找到核心的問題點，難怪老師常說做科學實驗除了要有興趣，還要有耐性 ! 而我們 的「探索四實驗」更讓我們體會到：不是每一次的實驗都會驗證我們所提出來的假設，有時實驗看起來 像是「失敗」了，但是重新思考實驗過程，找出造成實驗誤差的原因，然後重新設計實驗的控制變因與 操縱變因，再進行實驗、驗證假設，反而令我們從中學到更細心的觀察態度與更細膩的思考方式，換句 話說，每一個實驗結果都有它的意義，只是看你怎麼去解讀它，或是從中學到寶貴的經驗
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