103學年度(107 )： 高一議題探索課程 化學科：生活中的化學

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1 103學年度(107 )： 高一議題探索課程 化學科：生活中的化學
製作人：林榮俊

2 第一週(9/1)： 生活中的化學 （講述式教學）
製作人：林榮俊

3 (一)課程目標 (1)主動觀察生活中的化學 (2)能透過書本或網路捜尋資料並統整組織 (3)上台報告、口語表達的訓練
(4)能尊重他人，適切表達自己的意見。 (5)預計全體學生於( 導師會報提醒) 104年5月底進行全年級的動靜態專題發表會 104年6月底須以小組陳報高二要進行的專題名稱

4 (二)內容簡介 (1)生活中各種與化學相關物品與原理簡介： 同學可自訂主題。
(1)生活中各種與化學相關物品與原理簡介： 同學可自訂主題。 (2)資料找尋與整理原則： 主題明確、扼要。 小組合作的甘苦，冷暖自知！ (3)上台報告原則與方法： 報告的內容，自己務必要清楚。 不求多，但要清楚表達。  

5 例子 一、【像賣藥的】報告。 二、【工業化學】報告。 三、【碩士論文】報告。

6 (三)作業分組與要求 (1)每組4人，選組長分配指揮與分數建議。 (2)評分：書面報告(40%)，上台報告(40%)，綜合整體表現(20%)
(3)書面報告版面：12點、A4、窄版，2~4頁 (4)書面報告內容建議： 原理、生活相關實例、結論。 (5)書面報告內容繳交時間：9/19前。 (6)上台報告每組10~15分鐘(含裝置)： 可用PPT等多媒體輔助呈現、或其它形式。

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8 第三週(9/15)： 清潔劑的原理與使用 （講述式教學） 報告製作示範
第二週(9/8)：中秋節放假 第三週(9/15)： 清潔劑的原理與使用 （講述式教學） 報告製作示範 製作人：林榮俊

9 (一)清潔劑的原理與定義 凡能由物體的表面，將附著於其上無用或有害的物質除去， 而無損於物體表面的物質統稱為清潔劑。
家庭常用的清潔劑有肥皂、洗潔精、洗衣粉、洗髮精等。 工業上用在纖維的精練、清潔，金屬的脫脂、除污的物質亦稱為清潔劑。

10 (二)清潔劑的功用 第一是降低水的表面張力： (1)使水能夠更滲透衣料， (2)因此如果在清水中加入一些清潔劑， 跳蚤蚊子等昆蟲就無法站立再水面上。 第二個功能是當作水與油污之間的橋樑，讓水能夠順利帶走油污。

11 清潔劑的功用 若不利用界面活性劑，就只以以水為洗液清洗油汙。如古代之「擣衣」一般，需要消耗大量的水。
所以節省用水與增加清洗效果乃兩個重要的研發方向。 改進洗衣機的設計可以顯著減少用水量一半到三分之二。

12 (三)清潔劑的組成 清潔劑主要是由界面活性劑與助劑組成。 界面活性劑是由 一個含有十至十八個碳的長碳鏈的疏水基與一個親水基所連接而成的物質。
其分子構造類似十二烷基硫酸鈉鹽。

13 界面活性劑的種類(生活相關實例) 陰離子型：十二烷苯磺酸鈉 清潔效果佳，常用在 洗衣精、洗髮精、沐浴用品。
陽離子型：殺菌、潤絲、抗靜電， 常用在潤絲精、衣服柔軟精。 兩性：可降低陰離子界面活性劑的刺激性， 常用在嬰兒清潔用品。 非離子型：清潔效果差但易起泡，且可增黏性、溶解香精，常用在清潔和化妝用品。

14 助劑 增強劑(builder)：如加入三聚磷酸鈉除去鈣、鎂、亞鐵離子，使水「軟化」，增加界面活性劑效果。
填料(filler)：為使粉末清潔劑成型，需要加入填料，常用硫酸鈉。 對洗滌效果影響不大。液態清潔劑不需要用。 漂白劑(bleach)：如過氧碳酸鈉2Na2CO3‧3H2O2 在熱水中釋出過氧化氫再分解而得初生態氧， 具有漂白、消毒的作用。

15 助劑 懸浮劑(suspension agents)：使汙物懸浮水中而不再沉積附於衣物表面。例如加入約 1％羧甲基纖維素
光亮劑 (brighteners)：一般為苯之衍生物，附著織品上，吸收紫外線（約 340~370 nm）後發射藍色（約420~470 nm）螢光，使織品看起來較為光鮮白淨。 柔軟劑(softener)：正離子型界面活性劑，一般少用於去汙。但若四級銨鹽含兩個長鏈（12~18 個碳）脂烷基，如 CH3(CH2)17，則銨基部分吸附於織品上形成一層薄膜，長鏈脂烷基部分有潤滑的作用，使織品較為柔軟。

16 助劑 防轉色劑（dye transfer inhibitor）：洗滌時某衣物上的少許染料總有可能溶於水中，也有可能附著於其他衣物上，發生了轉色現象而影響到衣物的色澤。因此須以防轉色劑防止「轉色」。 許多有機染料易溶於其中，故在清潔劑中添加 如聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone，簡稱 PVP）， PVP 會有很好的防轉色效果。 其它： 如添加酵素（enzymes）以助分解含蛋白質的汙物，添加殺菌劑以除黴菌，及添加一些香料等。

17 (四)清潔劑的種類：依髒污分 (1)油污清潔：肥皂、小蘇打、蘇打、燒鹼等鹼性清潔劑。 (2)鍋垢去除：檸檬酸溶蝕碳酸鈣、碳酸鎂。
(3)表面銹斑清理：稀鹽酸、除鏽劑(WD-40) (4)除黴殺菌：漂白劑（次氯酸鈉、雙氧水、亞硫酸氫鈉）。 

18 (四)清潔劑的種類：依物品、空間分 (1)身體相關：肥皂、洗髮精、沐浴乳、洗手乳、洗面乳、卸妝乳 (2)廚房：洗碗精、除鰴、去油。
(1)身體相關：肥皂、洗髮精、沐浴乳、洗手乳、洗面乳、卸妝乳  (2)廚房：洗碗精、除鰴、去油。 (3)衣物清潔：洗衣粉、洗衣乳、冷洗精…。 (4)浴廁：如用稀鹽酸清潔馬桶中的結塊（鹼性的污漬）、除鰴。 (5)其它：玻璃清潔、地板清潔

19 (五)清潔劑的使用：(結論) (1)宜適量、宜少、能夠乾淨就好。
(2)衣物纖維清潔，選對清潔劑： 如動物纖維：冷洗精。植物纖維：鹼性清潔劑。 (3)身體皮膚清潔： 如冬天，減少用去油能力太好的清潔劑(如肥皂) (4)廚房清潔：從源頭減少需清潔的物品： 如烹調少油！

20 第三週(9/15)： 上台報告資料範例~1 清潔劑的危害 (小組合作找資料與整理)
製作人：林榮俊

21 認真付出程度： 林榮俊>榮俊老師=榮俊哥>榮俊大帥哥
小組名單與分工： 組別：第零組 報告日期103/09/15(一) 四位組員分工如下： 組長兼資料搜集：榮俊老師 書面報告整理：林榮俊 上台報告整理：榮俊哥 上台口頭報告：榮俊大帥哥 認真付出程度： 林榮俊>榮俊老師=榮俊哥>榮俊大帥哥

22 清潔劑的危害(一) ：於身體上 (1)如過度使用：角質層被過度去除，於冬天乾燥時，皮膚更易“乾白”、容易“癢”、“裂傷”。 尤其水溫過高，搓揉更用力時會更嚴重！ (2)過敏症狀的發生，這就因人而異。 ◎老師個人經驗的建議 (1)冬天洗澡水溫不宜過高 (2)冬天身體清潔劑宜減量使用 (3)如有需要，擦適量的乳液。

23 清潔劑的危害(二) ：於衣物上 (1)對人體：如用量太多容易殘留，皮膚會不適。 但有些人會誤會洗不乾淨，反而放更多清潔劑！
(2)動物纖維怕鹼性清潔劑與高溫，宜用冷洗精。 (3)植物纖維怕酸性清潔劑。 (4)化纖一般是耐酸、耐鹼。 ◎老師個人經驗的建議 (1)減少用量、稍增清水洗清的洗程。 (2)宜分類進行洗滌。

24 清潔劑的危害(三) ：於碗盤上 (1)用量太少，洗淨力可能不足 (2)用量太多：容易殘留，會有食入的風險。
(3)除非自己來，否則上述情形易發生。 ◎老師個人經驗的建議 (1)烹調宜減少油脂用量、清潔劑用量稍減、增清水洗清的洗程。 (2)慎選餐館，盡量自己來。

25 清潔劑的危害(四) ：刺激性 界面活性劑可以帶走油垢 當然也可以溶掉我們皮膚細胞的細胞膜
所以清潔劑使用過量、或是在皮膚上停留過久時，界面活性劑便會破壞細胞，產生刺激性，造成眼睛紅腫或皮膚起疹子。 其中，又以陽離子界面活性劑的刺激性最強，陰離子界面活性劑次之。

26 清潔劑的危害( 五) ：降低水中溶氧 界面活性劑：壬基酚聚乙氧基醇 NPEOn (n=0~18)
一般分解過程中，會消耗水中的溶氧。 而 NPEOn分解之後產生： 壬基酚 NP(Nonylphenol)

27 清潔劑的危害(六)：產生環境荷爾蒙 壬基酚 NP 雌性激素(17β-Estradiol) 環境荷爾蒙：兩者結構相似。

28 環境荷爾蒙：壬基酚NP的危害 NP本身的毒性並不高，然而其結構與雌性激素類似，因此NP進入體內後，對生物體產生類似荷爾蒙的作用。
根據研究指出，讓雄魚生長在具有壬基酚的水體中，部分雄魚體內發現卵細胞。 長期暴露下內分泌系統會運作不正常，降低免疫力，並產生情緒低落等憂鬱現象。

29 環境荷爾蒙：壬基酚的管制與查核 歐盟2003/53/EC指令亦規定工業及民生用清潔劑、化妝品等類別產品中，壬基酚及壬基酚聚乙氧基醇之含量均不得超過0.1%。 衛生署2007年公告食用清潔劑濃度不得超過0.1%。 環保署自2008年1月1日起禁止NPEOn使用於製造家用清潔劑中。 2010年查驗出加倍潔SOPP殺菌去霉超濃縮洗衣乳中含壬基酚聚乙氧基醇NPEOn高達1.12%，

30 清潔劑的危害(七) ：生育毒性 界面活性劑中的乙二醇醚類，在動物實驗中，已經證實會影響生殖能力。
而這類物質曾被調查出，常存在於餐廳的洗碗精。 如果清洗不夠徹底，顧客就可能吃下這些毒物。

31 清潔劑的使用：(結論) (1)宜適量、宜少、能夠乾淨就好。 (2)衣物纖維清潔，選對清潔劑： 如動物纖維：冷洗精。植物纖維：鹼性清潔劑。
(3)身體皮膚清潔： 如冬天，減少用去油能力太好的清潔劑(如肥皂) (4)廚房清潔：從源頭減少需清潔的物品： 如烹調少油！

32 第三週(9/15)： 上台報告資料範例~2 肥皂的原理與使用 (小組合作找資料與整理)
製作人：林榮俊

33 (一) 肥皂分子結構 一端是帶電荷呈極性的COO-（親水端）， 一端為非極性的碳鏈（親油，即疏水端）

34 (二) 肥皂的去污原理 肥皂能破壞水的表面張力，使水分子平均地分配在待清洗的衣物或皮膚表面。
肥皂的親油部位，深入油汙，而親水部位溶於水中，此結合物經攪動後形成較小的油滴，其表面布滿肥皂的親水部位，而不會重新聚在一起成大油污。此過程（又稱乳化） 重複多次，則所有油污均會變成非常微小的油滴溶於水中，可被輕易地沖洗乾淨。

35 第四週(9/22)： 第一~三組報告與雙向探討 (合作學習、資料組織、上台表告、觀摩學習) 每組10~15分鐘
第四週(9/22)： 第一~三組報告與雙向探討 (合作學習、資料組織、上台表告、觀摩學習) 每組10~15分鐘 製作人：各組同學

36 第五週(9/29)： 第四~六組報告與雙向探討 (合作學習、資料組織、上台表告、觀摩學習)
製作人：各組同學

37 第六週(10/6)： 第七~八組報告與雙向探討 (合作學習、資料組織、上台表告、觀摩學習)
製作人：各組同學

38 參考資料 一、中文文獻 二、英文文獻 三、網站資料

39 三、網站資料 (1)永續化學與生活─台大化學 劉廣定教授 (2) 高中生網站資料 題目:清潔劑 學生:蔡宗佑 組別:無機 老師:林寬鋸
(1)永續化學與生活─台大化學 劉廣定教授 file:///I:/1Google%20%E9%9B%B2%E7%AB%AF%E7%A1%AC%E7%A2%9F/%E3%80%90%E6%95%99%E5%AD%B8%E5%B7%A5%E4%BD%9C%E3%80%91/%E3%80%90%E8%AD%B0%E9%A1%8C%E6%8E%A2%E7%B4%A2%E3%80%91/%E6%B0%B8%E7%BA%8C%E5%8C%96%E5%AD%B8%E8%88%87%E7%94%9F%E6%B4%BB(8)%20%E8%A1%A3%E7%89%A9%E6%B8%85%E6%BD%94%E5%8A%91(%E4%B8%80).pdf (2) 高中生網站資料 題目:清潔劑 學生:蔡宗佑 組別:無機 老師:林寬鋸 (3)十二烷基苯磺酸鈉 (4)界面活性劑-陳修玲 (4)清潔劑使魚變性、人憂鬱-行政院環聲保護署環境檢驗所(陳怡如) (5)壬基苯酚環境荷爾蒙對環境生態之影響 (6)壬基苯酚（Nonylphenol, NP）臺北市立第一女子高級中學二年級林綵珊環境荷爾蒙

40 清潔劑的原理與使用 製作人：林榮俊

41 報告內容應具有 1：封面（主題，製作人，日期…） 2：目次、頁碼 3：內容本體（引用資料、個人見解） 4：資料出處註明