咦！蠟燭怎麼自己亮起來囉！

簡介

輕輕地拿著一支玻璃棒，靠近一支"暗藏玄機" 的蠟燭，結果，蠟燭便燃燒起來囉！這是一根不需要打火機或火柴棒的神奇蠟燭喔！

示範步驟

1.	將蔗糖用研缽磨碎，增加其表面積以促進反應速率。
2.	取一根蠟燭，將蠟燭沿著燭蕊周圍的石蠟部分挖約 0.5 公分深的凹洞。
3.	固定蠟燭於培養皿中。
4.	以少許蔗糖及少許氯酸鉀填滿蠟燭的凹洞。
5.	用玻璃棒沾濃硫酸，使濃硫酸沿著玻棒滴下一滴至蔗糖與氯酸鉀的混合物中。
5.	硫酸滴入混合物中的一瞬間，蠟燭燃燒了起來！如圖一所示。 註：燭蕊附近黑色的物質為蔗糖被硫酸脫水後的碳。

圖一

溶液和器材

1.	蠟燭一根。
2.	培養皿一個。
3.	玻璃棒一支。
4.	濃硫酸 18 M (H2SO4; Concentrated Sulfuric Acid) 少許。
5.	氯酸鉀 (KClO3; Potassium Chlorate) 少許。
6.	蔗糖 (C12H22O11) 少許。

原理和概念

1.	濃硫酸在此實驗當作脫水劑，使蔗糖脫水而產生大量的熱 ，其反應式如下： C12H22O11(s) → 12 C(s) + 11 H2O(g) + heat
2.	由蔗糖分解所產生的熱足以使 KClO3 分解而產生氧氣 ，其反應式如下：  2 KClO3(s) + heat → 2 KCl(s) + 3 O2(g)
3.	由 KClO3 所產生的高濃度 O2，使蔗糖所產生碳燃燒更旺盛，而碳與氧反應產生足夠的熱，使蠟燭的石蠟汽化而點燃燭蕊，因此蠟燭便自己燃燒起來囉！其反應式如下：  C(s) + O2(g) → CO2(g) + heat

教學提示

1.	KClO3 為強氧化劑，所以盡量不要使 KClO3 與它種物質摩擦(例如：蔗糖)，以避免發生爆炸的危險。
2.	實驗中所使用的硫酸為濃硫酸而且一滴即足夠。若使用稀釋的硫酸，效果不是很好。
3.	蠟燭由石蠟做成；石蠟(碳氫化合物)燃燒的反應式如下：  C25H52(s) + 38 O2(g) → 25 CO2(g) + 26 H2O(g) + heat

問題和參考答案

1.	在空氣中即有氧的存在，那為什麼還需要氯酸鉀來產生氧氣呢？
答:	因為需有高濃度的氧氣存在，以使反應夠快而能夠點燃蠟燭。
2.	使氯酸鉀分解產生氧氣所需的熱，來自何處？
答:	由於蔗糖遇到濃硫酸脫水，並釋放出大量的能量，此能量正是使氯酸鉀分解的熱來源。
3.	蠟燭是如何燃燒的?
答:	過程包括物理變化與化學變化： (1)蠟固體熔化 → 蠟液體 → 蠟蒸氣，此過程為物理變化。(2)之後蠟蒸氣燃燒而產生 CO2(g) 與 H2O(g)及光與熱，此步驟為化學變化。

參考資料

1.	Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, pp 107-108, Washington, D.C., American Chemical Society.
2.	林麗霞， 十萬個為什麼(I)， 國際少年出版社， 台北市，1991，頁 59-61。
3.	林麗霞，十萬個為什麼(II)， 國際少年出版社， 台北市，1991，頁 139-140。
4.	科學的奧秘 ， 國際少年出版社， 台北市 ，1991 , 頁47-49。
5.	蘇賢錫，姜宏哲，兒童科學金庫， 台北市， 好兄弟出版社， 1986，頁 408，頁 157-159。

適用程度

國民小學

國民中學

ˇ高級中學

ˇ大學普通化學

安全

● 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。

● 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。