水果電池 摘錄自 2005 年化學教育研討會論文，柑橘類水 果之化學應用面面觀，駱碧秀 * 、周靜芬.

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1 水果電池 摘錄自 2005 年化學教育研討會論文，柑橘類水 果之化學應用面面觀，駱碧秀 * 、周靜芬

2 柑橘類水果

3 柑橘類水果主要成分 水 果果 皮果 汁 柳 橙 與橘子 檸檬烯、橙花醇 、 乙酸橙花酯等 水份、蛋白質、脂肪、醣類， 維他命 A 、 C ，礦物質、有機 酸 。 檸 檬檸檬烯、香豆素、 單帖醇等 水分、蛋白質、脂肪、醣類、 維生素 B1 、 B2 、 B6 、維生素 C 、礦物質、有機酸 。 葡萄柚檸檬烯、香豆素等水分、蛋白質、醣類、有機 酸 、維他命 B 、 C 及礦物質

4 一顆水果，多元設計～實驗架構 果瓤： 電化學 水果能源面 果皮： 環保化學 果汁： 定量分析化學 水果個性面 導電率量測

5 化學應用面面觀 能源面 個性面

6 果瓤 基礎化學 －電化學應用 水果能源面

7 實驗特色 聲 光效果可啟發學生對電化學的興趣

8 水果的角色～鹽橋 Zn Cu 2+ 電解質溶液 陽離子 陰離子 電子 電 流

9 電化學原理 在鋅板上發生氧化反應 ( 陽極 ) Zn 0 → Zn 2+ + 2e － E 0 = 0.76V 在銅板上發生還原反應 ( 陰極 ) Cu 2+ + 2e － → Cu 0 E 0 = 0.34V 總反應 Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu △ E 0 = 1.1V

10 另一個氧化還原反應 陽極 ( 氧化 ): Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e- 水果中所提供的 H + 陰極 ( 還原 ): 2H + (aq) + 2e - →H 2 (g)

11 化學應用面面觀 能源面 個性面

12 實驗特色 果瓤中含有機酸與礦物質 ( 鈉、鉀離子 ) 之 果汁溶液，可提供電解質，藉由溶液中 可自由移動的離子，使得電荷能橫越兩 極而溝通電流，藉由導電度計而能測得。

13 導電度 為將電流通過 1 cm 2 截面積 (A) ， ( L) 長 1 cm 之液柱時電阻（ Resistance ）之倒數， 單位為 mho/m 。 R= r (L/A) = L/ k A r 為電阻係數 (resistivity) ，亦表示電流通過 單位長度、單位面積所造成的電阻，故 r 又稱為比電阻 (specific resistance, Ω-m) ， 而其倒數 k 稱為比導電度 (specific conductance, Ω-1m-1 ； Ω-1 = S)

14 導電度 一般量測標準值於溫度 25 ℃條件下為宜。 導電度之測定需要用標準導電度溶液先 行校正導電度計後，再測定溶液之導電 度。

15 周靜芬

16 實驗材料與儀器

17 實驗材料分組方式 奇數組奇數組 偶數組偶數組

18 鋅 + 銅片處理方式 奇數組奇數組 偶數組偶數組

19 電極的組合 - 銅鋅電池 + - 檢流計接法 Cu 電 極 Zn 電 極 1. 鹽橋需比鋅片 & 銅片稍微大一些。 ( 避免短路 ) 2. 銅片燒過的面和磨除氧化層的鋅板皆需向內。

20 電池的組合 - 檢流計 + 三用電錶 V= I ×R R

21 電池的組合與量測 電池與電線連接好才把電池插入水果中，同步計 時與紀錄電壓與電流值 奇數組偶數組 20 分鐘

22 電池的聲光串聯組合與量測 + - 黑盒子的秘密 : 內含 LED 與音樂晶片 銅鋅協力一起串聯

23 電池的聲光組合與量測 + - 待確認串聯幾組才開 始有反應後，並聯量 測其電壓與電流 實驗完畢拆開電極 觀察其表面的變化， 洗淨繳回

24 果汁 個性 水果個性面 - 測量電導 度

25 實驗材料與儀器 10ml 的量筒

26 溶液配製 果汁性質定量分析

27 電導度量測與清潔方法 不可有氣泡 ! 由 濃度最低者開 始測量 最後以自來水 沖洗乾淨擦乾 100ml 的量筒

28 開始動手體驗生活化學的實驗吧 ! Ya!

29 值日生簽退檢查 每組桌上有鋅、銅片 *2+ 安培計 + 三用電錶 +4 條電線、橡皮筋 + 榨汁器 +5 個量瓶 + 水 果刀 + 剪刀 + 計時器 ~ 都要洗淨擦乾 每兩組桌上有黑盒子 + 酒精燈 *1 每四組有導電度計一台 請各組務必檢查水槽是否有果渣或砂紙 抗污墊 + 濾袋 + 濾紙丟垃圾筒 ; 水果渣丟廚餘 + 桌上要用抹布擦乾淨 ~ok