鮮橘色的重鉻酸銨

化學原理啟迪30

1.      【例題】鉻化合物會呈現各種亮麗的色彩。固體的「重鉻酸銨(NH4)2Cr2O7」是鮮橘色的化合物，當重鉻酸銨燃燒，會出現亮麗的化學反應。雖然這個反應過程實際上有點複雜，但是這裡我們先假設產物是固體的「氧化鉻」chromium(Ⅲ) oxide，氮氣（含有N2分子），和水蒸氣。平衡這個化學反應的反應式。

2.      【解決】從以上的描述，反應物是固體的「重鉻酸銨(NH4)2Cr2O7」，產物是氮氣N2、水蒸氣H2O、固體氧化鉻 chromium(Ⅲ) oxide Cr2O3(s)。要判斷「氧化鉻 chromium(Ⅲ) oxide」的化學式，我們可從羅馬數字Ⅲ，判斷出其中有鉻3價陽離子：Cr3+，要讓整個化合物呈現中性，那麼化學式就是Cr2O3，因為每一個氧離子是O2-。

3.      未平衡的反應式如下：

(NH4)2Cr2O7(s)→Cr2O3(s)+ N2(g) + H2O(g)

4.      我們注意到，在以上的反應式中，氮和鉻是平衡的（反應前後，都是2個氮原子、2個鉻原子），但是氧和氫卻不是。所以我們在H2O之前加上係數4，來平衡氫原子數目：

(NH4)2Cr2O7(s) → Cr2O3(s)+ N2(g) + 4H2O(g)

(4×2)H                                                 (4×2)H

5.      我們注意到，平衡了氫原子數目後，我們也平衡了氧，因為「反應物」和「產物」各有7個氧原子。

6.      重新檢查一遍：2N, 8H, 2Cr, 7O → 2N, 8H, 2Cr, 7O

反應物                       產物

以上方程式式平衡了

(翻譯編寫Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》)

徐弘毅：

1.          這位作者寫的化學很像食譜。食譜是寫給不是烹調專業的人的書，所以，要把所有食材、份量、下鍋次數，甚至觀察油熱的方法都寫清楚。

2.          想按照食譜做菜的人，自己不是廚師，卻希望吃美味的東西，所以，食譜所寫的步驟，必須讓技術平平的人，也能按照簡單的步驟，把食物烹調得美味，這就要考慮笨手笨腳的人會耽擱的時間和種種令專家想不到的麻煩。

3.          所以，這本教科書作者教滴定法的時候，會畫出二種滴管，有刻度的滴管和沒有刻度的滴管，這是為了讓沒見過滴管的學生，可以很容易瞭解這種東西的構造。

4.          談到平衡化學方程式的方法，則會一一說明平衡的步驟：先判斷這是什麼反應？有哪些反應物？有哪些產物？它們的物理狀態如何？讓學習者心裡有一套理性的思考模式，透過反覆練習來讓自己進步。

5.          教科書的教學對象，是屬於不是化學專業的人，所以，教科書的每一個章節，第一段都要對要討論的主題給予清楚的定義，涉及的每個名詞也要清楚地下定義；

6.          然後，慢條斯理地，進行邏輯推理，為了讓學生完全理解，作者說清楚每一個步驟的意義，推理步驟中出現的每一個數字與符號，也都標示清楚它的單位、名稱。

7.          不厭其煩地重複重點：定義、步驟。並且恰當地在進入新的領域前，體諒學生的困境，鼓勵學生繼續挑戰下去，而不是以大欺小、羞辱學生的無知，這也是一個教學者必要的修養。

8.          最後，充滿設計感又整齊的美術編輯，能讓艱澀的內容變得平易近人。用清楚的圖形，實際的照片，來說明各種化學變化，可強化學生的理解力。

9.          教育的對象是學生，所以應該保持學生學習的多元化、自由化，教材應該自由開放。統一教材，是獨裁者的行為。

10.      學生有權利要求：教學的進度、教學的方法、更換老師、自由的選擇教材。

11.      沒有多元化的學生，未來面臨多元化的社會與全球化的趨勢，國民將失去競爭力。

12.      杜威：教育的目的，就是繼續接受教育。

13.      成功的老師，就是養成學生終身學習、喜好閱讀的習慣。

14.      高明的老師，可以看透學生的先天潛能，給予自由與啟發；同時也能理解學生的先天弱點，給予嚴格的訓練。

15.      老師一方面教學，另一方面要接受學生的教育。

16.      知識上的潛能激發，品德上發揮人性的光輝，這是二個最重要的教育目標。

17.      好老師，散盡家財、用盡一切力量去栽培天才學生，例如：李慕白。壞老師，利用學生登爵加祿，故意壓抑學生的光芒，剽竊學生的智慧，與阿諛族同組派系，操控社會資源，例如：碧眼狐狸。