能源與材料科技系

實務專題論文

天氣瓶製作

指導老師：陳素貞老師

班級 學號 姓名 四化四甲 BB100049 賴郁婷

四化四甲 BB100022 周瑞宏

四化四甲 BB100054 廖元鴻

修 平 科 技 大 學

中 華 民 國 1 0 3 年 1 2 月 2 3 日

致謝

經過一年的努力終於完成了專題的製作，很感謝 陳素貞 老師這段時

間耐心指導我們，陪我們度過每一個難關，解決我們的任何問題。

很感謝 揭由志 老師及 黃震東 老師在口試時給予我們指導及鼓勵，讓

我們學習到如此寶貴的經驗，讓我們學習成長，此外也感謝器材室的

汪信宏 先生協助提供我們器材及實驗器具，讓我的的實驗能夠順利

的進行。

在這次的專題報告當中，每個組員都相當認真，在周瑞宏、賴郁婷、

廖元鴻的努力下，才有今天的成果表現。

i

目錄

壹.前言 ................................................. 1

貳.原理 ................................................. 3

2.1溶解度的相關知識 ................................... 3

2.2 結晶的相關知識 ..................................... 3

2.3 相關化合物的性質 ................................... 4

2.3.1樟腦 ............................................ 4

2.3.2硝酸鉀 .......................................... 5

2.3.3氯化銨 .......................................... 6

2.4 天然樟腦、硝酸鉀及氯化銨的結晶 ..................... 7

參.研究動機 ............................................. 8

肆.實驗 ................................................. 9

一.藥品與器材 .......................................... 9

二.實驗步驟 ........................................... 10

三.注意事項 ........................................... 10

伍.結果與討論 .......................................... 11

一.第一種模式 ......................................... 12

二.第二種模式 ......................................... 13

三.第三種模式 ......................................... 14

四.第四種模式 ......................................... 15

五.觀察結晶在溫度改變下的狀態 ......................... 16

六.第五種模式 ......................................... 18

七.與 B組採用 95%酒精做比較 ........................... 19

八.結晶重量 ........................................... 21

陸.結論 ................................................ 22

柒.參考資料 ............................................ 23

ii

圖目錄

圖 1.1 結晶透過不同的形狀、沉澱等情況預測多種天氣 ......... 2

圖 1.2 當瓶中液體清澈乾淨，代表天氣將晴朗無雲 ............ 2

圖 1.3 當瓶中液體混濁朦朧，代表天空也將多雲陰鬱 .......... 2

圖 1.4 當羽毛狀結晶逐漸增加時，表示會降溫或下雨的天氣 .... 2

圖 1.5 結晶逐漸減少時，則表示天氣是在比較溫暖的狀況 ...... 2

圖 2.1 結晶的蜂蜜 ....................................... 4

圖 3-1市售圖 ............................................ 8

圖 3-2市售圖 ............................................ 8

圖 5-1-1第四天結果，溫度 23.1 ℃結成小雪花 .............. 12

圖 5-1-2第七天結果，溫度 21 ℃稍微大點的雪花結晶且變多 .. 12

圖 5-1-3第十天結果，溫度 21.8 ℃雪花聚集開始呈現羽毛狀 .. 12

圖 5-1-4第十四天結果，溫度 22.3 ℃明顯的羽毛狀 .......... 12

圖 5-2-1第四天結果，溫度 23.1 ℃已有小羽毛狀結晶 ........ 13

圖 5-2-2第七天結果，溫度 21 ℃有小羽毛狀結晶小雪花結晶變 13

圖 5-2-3第十天結果，溫度 21.8 ℃雪花結晶更多 ............ 13

圖 5-2-4第十四天結果，溫度 22.3 ℃雪花聚集呈現出羽毛狀但底部

結成塊狀 ............................................... 13

圖 5-3-1第四天結果，溫度 23.1 ℃呈小雪花狀 .............. 14

圖 5-3-2第七天結果，溫度 21 ℃出現的雪花變更多 .......... 14

圖 5-3-3第十天結果，溫度 21.8 ℃雪花聚集呈現出羽毛狀 .... 14

圖 5-3-4第十四天結果，溫度 22.3 ℃羽毛狀變得明顯 ........ 14

圖 5-4-1第四天結果，溫度 23.1 ℃呈透明狀 ................ 15

圖 5-4-2第七天結果，溫度 21 ℃些許的小小結晶 ............ 15

圖 5-4-3第十天結果，溫度 21.8 ℃小小結晶變多 ............ 15

圖 5-4-4第十四天結果，溫度 22.3 ℃與第十天狀態一樣沒變化 . 15

圖 5-5-1 在溫度 23.1 ℃明顯的羽毛狀結晶 .................. 16

iii

圖 5-5-2 在氣溫 11.9 ℃羽毛狀變大及多變的明顯 ............ 16

圖 5-5-3 在氣溫 22.3 ℃雪花聚集呈現出羽毛狀結晶但底部結成塊

狀 ..................................................... 16

圖 5-5-4在氣溫 11.9 ℃，結晶羽毛明顯而且變多，底部結塊變小 16

圖 5-5-5在氣溫 22.3 ℃聚集的羽毛狀結晶 .................. 17

圖 5-5-6在氣溫 11.9 ℃，結晶羽毛變多變的明顯 ............ 17

圖 5-5-7在氣溫 22.3 ℃沒有產生任何結晶 .................. 17

圖 5-5-8在氣溫 11.9 ℃，出現一點一點白色小結晶。 ......... 17

圖 5-6-1模式一，在氣溫 11.9 ℃出現的羽狀結晶看起來更透明清澈

....................................................... 18

圖 5-6-2模式二，在氣溫 11.9 ℃上半部有羽狀結晶下半部結塊看起

來更透明清澈 ........................................... 18

圖 5-6-3模式三，在氣溫 11.9 ℃羽狀結晶聚集在中間看起來更透明

清澈 ................................................... 18

圖 5-6-4模式四，在氣溫 11.9 ℃出現一點一點小結晶看起來更透明

清澈 ................................................... 18

iv

表目錄

表 2.1硝酸鉀對水的溶解度 ................................ 6

表 2.2氯化銨對水的溶解度 ................................ 6

表 5.1實驗進行模式 ..................................... 11

表 5.2使用 95%酒精實驗的結晶重量 ........................ 21

表 5.3使用 99.8%酒精實驗的結晶重量 ...................... 21

v

壹. 前言

天氣瓶，又稱風暴瓶（Storm Glass），是一種天氣預報工具 (1)。

密閉的玻璃容器中，裝入數種化學物質組成的透明溶液。根據外界溫

度、天氣的改變，瓶內會展現出不同型態的結晶，預報天氣的變化 (1)。

其實“ Storm glass ” 在 19世紀的歐洲航海上被作為氣象觀測設

備，透過結晶形式優雅預測天氣，有人稱是精美的航海儀器。發明者

是英國海軍上將亦是知名天氣學家 Robert FitzRoy(羅伯特·菲茨羅

伊 )在在多次航程中，Robert FitzRoy 仔細記錄了天氣瓶預測天氣

的方式 (1)。“ Storm glass ”在小說家 Jules Gabriel Verne於 1873

年出版的作品《海底兩萬里》中，被安裝在著名的巨型潛水艇「鸚鵡

螺號」。他的航海紀錄上，詳細的記述了如何用天氣瓶來預測天氣：

如果在玻璃液是透明的，天氣將是光明的，明確的。

如果液體是陰天，天氣將是多雲的好，或許與沉澱。

如果有液體的小圓點，潮濕或有霧的天氣可以預期的。

渾濁的玻璃小星星表示雷暴。

如果液體中含有在陽光明媚的冬日裡的小星星，那麼雪來了。

如果有大片狀整個液體，這將是陰天溫帶季節或下雪的冬天。

如果有晶體在底部，這表明霜凍。

如果有靠近頂部線程，這將是有風。

將蒸餾水、酒精、硝酸鉀、氯化氨和樟腦等混合液注入密封玻璃

瓶內，再藉由觀察瓶內液體結晶狀況來預測天氣 (2)。

在精美的水滴型的玻璃容器裡，變幻著神秘晶瑩的結晶體，像是柔軟

的羽毛又像是雪，隨著天氣的變化，溫柔的向您呈現各種表情。

彎曲的玻璃弧面讓晶體放大，更容易的觀察到美麗結晶視界 (2)。

結晶的姿態

美麗的羽狀(蕨類狀)結晶透過不同的形狀、沉澱等情況預測包括

晴天、多雲、霧天、暴風雨、下雪、大風等多種天氣。每日從早到晚，

不停的變化，如果您長時間的仔細觀察，觀察到結晶的反覆成形 (2)。

1

圖 1.1 美麗的結晶透過不同的形狀、沉澱等情況預測包括

晴天、多雲、霧天、暴風雨、下雪、大風等多種天氣 (3)。

圖 1.2 當瓶中液體清澈乾淨，

代表天氣將晴朗無雲。

圖 1.3 當瓶中液體混濁朦朧，

代表天空也將多雲陰鬱。

圖 1.4 當羽毛狀結晶逐漸增加

時，表示會降溫或下雨的天氣。

圖 1.5 當這些結晶逐漸減少

時，則表示天氣是在比較溫暖的

狀況。

台灣特殊的海島型氣候，天氣變化常常捉摸不定，也因此氣象預

報常常被抱怨不準確。除了不理性的怨聲載道，大家有沒有想過古老

時候也許也存在類似的氣象預報工具呢 (4)？

2

貳.原理

天氣瓶內結晶的變化，主要是由於溶液內的樟腦、硝酸鉀、氯化

銨在水與乙醇混和溶劑內的溶解度會隨著溫度變化。溫度改變時，三

種物質的結晶析出、溶解速度有差異而造成的交互作用。而溫度的變

化速度，則會影響結晶的成長大小與結構。這些因素加總起來，造成

瓶內晶體型態萬千的美麗變化 (1)。

現代研究證實，溫度是影響瓶內結晶型態的最主要因素；與天氣

的對應關係幾乎成隨機分布，無預測價值。雖然不能用來預報天氣，

但天氣瓶隨著外界溫度展現出多變的晶體變化，仍可作為一個美麗的

裝飾。也可做為有趣的科學教材，學習溶液的配置與結晶行為 (1)。

2.1 溶解度的相關知識

於一定溫度時，在飽和溶液中每 100g溶劑內所含溶質的克數，

即為該溶質在此溫度時的溶解度(solubility)。換言之，一溶質的溶

解度為該溶質與溶液達成平衡狀態時，溶劑中所能溶入溶質的最大量

濃度 (5)。

溶解度亦可以每升溶液所能溶解溶質的莫耳數(及體積莫耳溶度

M)表示，或以每千克溶劑所能溶解溶質的莫耳數(及重量莫耳溶度 m)

表示之 (5)。

固體的溶解度，除與其本性及溶液的本性有關外，尚受溫度的不

同而改變，若溶解過程為吸熱者，則容易的溶解度隨溫度的升高而增

加，相反的，若溶解過程為放熱者，則溶解度隨溫度的升高而減少 (5)。

2.2 結晶的相關知識

結晶，是指從飽和溶液中凝結，或從氣體凝華出具有一定的幾何

形狀的固體（晶體）的過程。在自然環境下，氣溫的下降壓力的作用，

都會造成結晶。結晶的過程一般可分為兩個階段（包括成核和晶體生

長期），時間也有所不同 (6)。

結晶亦是一種分離固態和液態物質的技術，其中溶質由溶液中轉

移至純淨的晶體裡。不少自然過程都涉及結晶:

• 天然晶體的形成 （如礦物、寶石等）

• 雪花的形成

• 蜂蜜的結晶

3

圖 2.1 結晶的蜂蜜

如飽和溶液的氣溫下降速度慢，會形成一顆較大的晶體；如氣溫

急劇下降，會形成粉狀的小晶體。而小晶體可以放進飽和溶液充當大

晶體的種子。 而重結晶或再結晶是重覆結晶作用，用以準備純度更

高的結晶 (6)。

人工形成

結晶過程只能在過飽和和飽和溶液裡發生。晶體可藉由冷卻過飽

和溶液後結晶所得。在工業上，改變溶液的 pH值也是常見的結晶方

法 (6)。

2.3 相關化合物的性質

本專題實驗使用到有天然樟腦、硝酸鉀及氯化銨三種化合物，以下對

此三種化合物的性質做簡要的說明。

2.3.1.樟腦 camphor

1.化學 名為 莰酮－［2］，分子式為 C10H16O結構如圖 2.2，其 IUPAC

名稱 1,7,7-三甲基二環[2.2.1]庚烷-2-酮，是一種萜類有機化

合物 (7)。

圖 2.2樟腦結構

4

2.天然樟腦粉又稱右旋樟腦（d-camphor）,白色粉狀晶體，具有辛、

涼的樟腦芳香，在常溫中易揮發。易溶於多種有機溶劑中，如乙醇、

乙醚、石油醚、苯等，但難溶於水。天然樟腦粉是純天然植物提取

中藥材，不含對人體有害的異龍腦成分，其藥效比其它冰片（如天

然左旋冰片和合成冰片）好 (7)。

用途：樟腦最早用於家庭防蟲、防腐等。由於香料工業的發展，樟

腦的用途也日益廣泛。樟腦能作賽璐的增塑劑；在製造無煙火藥時，

高純度的天然樟腦，可用作穩定劑；在醫藥上，能作防腐劑和局部

刺激藥等；樟腦是生產溴樟腦及樟腦黃酸鈉的主要原料 (7)。

3.合成樟腦粉為白色粉狀結晶，具有特殊的辛辣芬芳的氣味，易溶於

乙醇；乙醚，氯仿等有機溶劑，微溶於水。比重 0.99，純品溶點

179℃ 沸點 209℃，閃點 52℃，爆炸極限 0.6-3.5%，自燃點℃，

易昇華，合成樟腦為消旋體，無旋光性 (7)。

用途：在塑料上用於賽珞璐製造和作聚氯乙烯的增塑劑。國防上用

作無煙炸藥的爆炸穩定劑和減速劑，醫藥上用作強心劑，滴涼劑、

止痛劑、防腐劑、殺蟲劑等，如制衣服防蛀劑樟腦丸、球等 (7)。

4. 樟腦溶解度

在乙醇的溶解度為 42g/50 mL 20℃

2.3.2 硝酸鉀

1. 硝酸鉀是鉀的硝酸鹽，實驗式 KNO3(硝酸鉀是離子化合物，並沒有

分子，所以沒有分子量，只有式量)(7)。

圖 2.3 硝酸鉀結構式

2. 外觀為透明無色或白色粉末，無味，比重（水=1）為 2.11。潮解

性較硝酸鈉為低，有冷卻刺激鹽味。溶於水，稍溶於乙醇。高熱

放出氧氣;遇有機物、還原劑、木炭、硫、磷等易燃物可燃;燃燒

產生有毒氮氧化物煙霧。操作時應佩戴氯丁橡膠手套 (7)。

3.硝酸鉀用途

主要用於焰火、黑色火藥、火柴、導火索、燭芯、煙草、彩電顯

像管、藥物、化學試劑、催化劑、陶瓷釉彩、玻璃、複合肥料、

5

及花 卉、蔬菜、果樹等經濟作物的葉面噴施肥料等。對敏感牙

齒有舒緩作用，所以有很多牙膏也有硝酸鉀 (7)。

4.硝酸鉀對水溶解度

表 2.1硝酸鉀對水的溶解度

圖 2.4硝酸鉀與水溫的溶解度曲線

2.3.3 氯化銨

1. 氯化銨化學式：NH4Cl 無色立方晶體或白色結晶，其味咸涼有微

苦。易溶於水和液氨，並微溶於醇；但不溶於丙酮和乙醚。水溶

液呈弱酸性，加熱時酸性增強 (7)。

由於銨離子的配位性，氯化銨溶液對金屬有腐蝕性，特別對銅腐

蝕更大 (7)。

2.氯化銨用途

主要用於製造電池、蓄電池、銨鹽、鞣革，進行電鍍、添加於食

物、照相或生產粘合劑等 (7)。

3.氯化銨溶解度

表 2.2氯化銨對水的溶解度

溫度(℃) 10 20 30 40 50

溶解度(g/100g水) 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5

溫度(℃) 10 20 30 40 50

溶解度(g/100g水) 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4

6

圖 2.5氯化銨與水溫的溶解度曲線

2.4 天然樟腦、硝酸鉀及氯化銨的結晶

樟腦結晶 硝酸鉀結晶 氯化銨白色結晶性粉末

7

參.研究動機

雖然製作天氣瓶，不能預報天氣，但是可以進行簡易又有趣的天

氣現象實驗，每次製作出來的結晶都不盡相同，做出來的結晶會因溫

度藥品跟水的比例產生出不同的變化。

在網路上看見有人自行製作並將它販售，我們也可以嘗試自行製

作，並嘗試看是否加入一些顏料下去，讓像羽毛的結晶可以看得更清

楚看並把他變更美麗及更有創意。

圖 3.1天氣瓶市售圖-1

圖 3.2天氣瓶市售圖-2

8

肆.實驗 天氣瓶是將水、酒精、硝酸鉀、氯化氨和樟腦等混合液注入密封

玻璃瓶內，利用其溶解度的不同造成其對溫度結晶的敏感性，進而利

用觀察其結晶型態的不同而預測天氣。也想嘗試看看，體積莫耳濃度

對結晶生成會不會有影響。

一.藥品與器材

藥品：

中文名稱 英文名稱 廠牌 等級 CAS NO

1.天然樟腦 Camphor 中興化工

原料行

00076-22-2

2.硝酸鉀 potassium

nitrate

日本試藥

工業株式

會社

試藥壹級 7757-79-1

3.氯化銨 ammonium

chloride

島久藥品

株式會社

試藥壹級 1112-67-0

4.酒精(95％) Ethanol 台灣菸酒

股份有限

公司

分析級 00064-17-5

5.酒精(99.8％) Ethanol 台灣默克

股份有限

公司

分析級 00064-17-5

6.蒸餾水 distilled water

器材：

名稱 數量

1.燒杯 200 mL 2

2.試管 30×150mm 8

3.試管架 1

4.攪拌棒 2

5.量筒 50 mL 2

6.精稱天平 1

9

二.實驗步驟

三.注意事項

1.實驗時請帶手套，因為化學成分難免會傷害玉手。

2.請勿直射陽光。

3.避免放置在空調出風口，不然你的天氣瓶會一直覺得天氣很乾冷。

4.需要 1-2週的時間，以及不要移動，讓晶體穩定並適應環境。

5.樟腦通常是人工，實驗最好找天然樟腦，越天然的結晶越漂亮。

A組：精秤硝酸鉀 2.5 g、氯

化銨 2.5 g、蒸餾水 33 mL

B組：乙醇 95%或 99%（酒

精）40mL、天然樟腦 10 g

將 A組溶液加入 B組溶液攪拌

(溶液呈現乳白狀)

將溶液倒入試管中，加蓋密

封，放置試管架上 1至 2週觀

察結晶變化及記錄溫度，並用

濾紙過濾烘乾秤量結晶重量。

10

伍.結果與討論

本實驗進行製作分為五種實驗模式，將溶液分為 A組與 B組

A組溶液為硝酸鉀取 2.5g、氯化銨取 2.5g、蒸餾水 33mL

B組溶液為 95%乙醇（酒精）40mL、天然樟腦 10g來進行實驗。

表.5.1實驗進行模式

模式 過程

第一種 A組溶液為硝酸鉀取 2.5031g、氯化銨取 2.5124g、

蒸餾水 33mL溶解+B組溶液為 95%乙醇（酒精）

40mL、天然樟腦 10.2314g溶解，同時倒入試管。

第二種 A組溶液為硝酸鉀取 2.5112g、氯化銨取 2.5221g、

蒸餾水 33mL溶解+B組溶液為 95%乙醇（酒精）

40mL、天然樟腦 10.5422g溶解，倒入燒杯中攪拌

再倒入試管。

第三種 A組溶液為硝酸鉀取 2.5545g、氯化銨取 2.5458g、

蒸餾水 33mL溶解 +B組溶液為 95%乙醇（酒精）

40mL、天然樟腦 10.2254g溶解，倒入試管，其中

A組混合的溶液維持不變，B組混合的溶液只倒入

30mL。

第四種 A組溶液為硝酸鉀取 2.5254g、氯化銨取 2.5456g、

蒸餾水 33mL溶解+B組溶液為 95%乙醇（酒精）

40mL、天然樟腦 10.8451g溶解，倒入試管，其中

A組混合的溶液只倒入 23mL，B組混合的溶液維持

不變。

第五種 使用 99%酒精運用前面四種方法進行實驗。

11

一.第一種模式

在室溫(27℃)下，把 A組溶液硝酸鉀 2.5031g跟氯化銨 2.5124g

加入 33mL的蒸餾水溶解，再將 B組溶液 10.2314g純樟腦粉加入 40mL

酒精(95％)溶解，將 A組溶液與 B組溶液同時倒入試管後，靜置觀察

溶液的變化。 其變化狀況整理於下：

圖 5.1.1是第四天觀察的結晶狀態呈小雪花狀。

圖 5.1.2是第七天觀察的結晶狀態呈現稍微大點的雪花狀且變多。

圖 5.1.3是第十天觀察的結晶狀態雪花聚集開始呈現羽毛狀。

圖 5.1.4是第十四天觀察的結晶狀態呈現明顯的羽毛狀。

圖 5.1.1 第四天觀察結果當日

溫度 23.1℃結成小雪花。

圖 5.1.2 第七天觀察結果當日

溫度 21℃稍微大點的雪花結晶且

變多。

圖 5.1.3 第十天觀察結果當日

溫度 21.8℃雪花聚集開始呈現羽

毛狀。

圖 5.1.4 第十四天觀察結果

當日溫度 22.3℃明顯的羽毛狀。

12

二.第二種模式

在室溫(27℃)下，將 A組溶液為硝酸鉀 2.5112g跟氯化銨 2.5221g

加入 33mL的蒸餾水溶解，再將 B組溶液 10.5422g純樟腦粉加入 40mL

酒精(95％)溶解，將 A組與 B組溶液倒入燒杯均勻攪拌，再倒入試管，

靜置觀察溶液的變化。 其變化狀況整理於下：

圖 5.2.1是第四天觀察的結晶狀態呈小羽毛狀。

圖 5.2.2是第七天觀察的結晶狀態呈現稍微大點的雪花且變多。

圖 5.2.3是第十天觀察的結晶狀態雪花開始變的更多。

圖 5.2.4是第十四天觀察的結晶狀態雪花聚集呈現出羽毛狀但底部

結成塊狀。

圖 5.2.1 第四天觀察結果當日溫

度 23.1℃已有小羽毛狀結晶。

圖 5.2.2 第七天觀察結果當日溫

度 21℃有小羽毛狀結晶小雪花結

晶變多。

圖 5.2.3 第十天觀察結果當日溫

度 21.8℃雪花結晶更多。

圖 5.2.4 第十四天觀察結果當日

溫度 22.3℃雪花聚集呈現出羽毛

狀但底部結成塊狀。

13

三.第三種模式

在室溫(27℃)下，將 A組溶液為硝酸鉀 2.5545g與氯化銨 2.5458g

加入 33mL的蒸餾水溶解，再將 B組溶液為 10.2254g純樟腦粉加入

40mL酒精(95％)，同時倒入試管時，A組混合的溶液維持不變，B組

混合的溶液只倒入 30mL，靜置觀察溶液的變化。 其變化狀況整理於

下：

圖 5.3.1是第四天觀察的結晶狀態呈小雪花狀。

圖 5.3.2是第七天觀察的結晶狀態呈現的雪花變更多。

圖 5.3.3是第十天觀察的結晶狀態雪花聚集呈現出羽毛狀。

圖 5.4.4是第十四天觀察的結晶狀態羽毛狀變得明顯。

圖 5.3.1 第四天觀察結果當日

溫度 23.1℃呈小雪花狀。

圖 5.3.2 第七天觀察結果當日

溫度 21℃出現的雪花變更多。

圖 5.3.3 第十天觀察結果當日

溫度 21.8℃雪花聚集呈現出羽毛

狀。

圖 5.3.4 第十四天觀察結果當

日溫度 22.3℃羽毛狀變得明顯。

14

四.第四種模式

在室溫(27℃)下，將 A組溶液為硝酸鉀 2.5254g跟氯化銨 2.5456g

加入 33mL的蒸餾水溶解，再將 B組溶液為 10.8451g純樟腦粉加入

40mL酒精(95％)混合，之後同時倒入試管，A組混合的溶液只倒入

23mL，B組混合的溶液維持不變，靜置觀察溶液的變化。 其變化狀

況整理於下：

圖 5.4.1是第四天觀察的結晶狀態呈透明狀。

圖 5.4.2是第七天觀察的結晶狀態呈現些許的小小結晶。

圖 5.4.3是第十天觀察的結晶狀態小小結晶變多。

圖 5.4.4是第十四天觀察的結晶狀態與第十天狀態一樣沒變化。

圖 5.4.1 第四天觀察結果當日

溫度 23.1℃呈透明狀。

圖 5.4.2第七天觀察結果當日溫

度 21℃些許的小小結晶。

圖 5.4.3第十天觀察結果當日溫

度 21.8℃小小結晶變多。

圖 5.4.4第十四天觀察結果當日

溫度 22.3℃與第十天狀態一樣沒

變化。

15

五.觀察結晶在溫度改變下的狀態

第一模式經 14天觀察時的溫度 23.1℃ 與一個月後觀察時的溫度

11.9℃。很明顯看出 溫度影響結晶狀態，從圖 5-5-1看出當溫度 23.1

℃時明顯羽狀結晶，當氣溫降至 11.9 ℃時，從圖 5-5-2羽毛結晶明

顯變多，羽毛狀更清楚。

圖 5.5.1 在溫度 23.1℃明顯的

羽毛狀結晶。

圖 5.5.2 在氣溫 11.9℃

羽毛狀變大及多變的明顯。

第二模式經 14天觀察時的溫度 23.1℃ 與一個月後觀察時的溫度

11.9 ℃。明顯看出溫度影響結晶狀態，從圖 5-5-3看出當溫度 23.1

℃時雪花聚集呈現出羽毛狀但底部結成塊狀，當氣溫降至 11.9 ℃時，

從圖 5-5-4羽毛結晶變明顯而且變多，但卻沒有第三模式來的美及大

片。

圖 5.5.3 在氣溫 22.3℃雪花

聚集呈現出羽毛狀結晶但底部

結成塊狀。

圖 5.5.4 在氣溫 11.9℃，結

晶羽毛明顯而且變多，底部結

塊變小。

16

第三模式經 14天觀察時的溫度 23.1℃ 與一個月後觀察時的溫度

11.9 ℃。看出溫度影響結晶狀態，從圖 5-5-5看出當溫度 23.1℃時，

有明顯的聚集羽毛狀，當氣溫降至 11.9 ℃時，從圖 5-5-6有結晶羽

毛變多但還是不明顯。

圖 5.5.5 在氣溫 22.3℃聚集

的羽毛狀結晶。

圖 5.5.6 在氣溫 11.9℃，結

晶羽毛變多變的明顯。

第四模式經 14天觀察時的溫度 23.1℃ 與一個月後觀察時的溫度

11.9 ℃。看出溫度影響結晶狀態，從圖 5-5-7當溫度 23.1℃時，沒

有產生任何結晶，但當氣溫降至 11.9 ℃時，從圖 5-5-8出現一點一

點白色小結晶。

圖 5.5.7 在氣溫 22.3℃沒有

產生任何結晶。

圖 5.5.8在氣溫 11.9℃，出現

一點一點白色小結晶。

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六.第五種模式

運用前所述 4種模式中，B組中所用酒精溶劑改用 99％的酒精取

代 95%的酒精。進行 14天觀察得到圖 5.5.1至圖 5.6.4。

圖 5.6.1 模式一

在氣溫 11.9℃出現的羽狀結

晶。

圖 5.6.2 模式二

在氣溫 11.9℃上半部看起來透明清澈

下半部有羽狀結晶。

圖 5.6.3 模式三

在氣溫 11.9℃羽狀結晶聚集

在中間。

圖 5.6.4模式四

在氣溫 11.9℃出現一點一點小結晶。

18

七.經與 B組採用 95%酒精做比較，於下列進行敘述

模式一

圖 5.1.4氣溫 11.9°C，出現的羽狀結晶。

圖 5.6.1溶液比較透明結晶看得比較清楚。

圖 5.1.4

使用 95%酒精，在氣溫 11.9℃

羽毛狀變大及多變的明顯

圖 5.6.1

使用 99.8%酒精，在氣溫 11.9℃

出現的羽狀結晶看起來更明顯。

模式二

圖 5.2.4氣溫 11.9°C，上半部有羽狀結晶下半部結塊。

圖 5.6.2溶液比較透明結晶看得比較清楚。

圖 5.2.4

使用 95%酒精，在氣溫 11.9℃，

結晶羽毛明顯而且變多。

圖 5.6.2

使用 99.8%酒精，在氣溫 11.9℃

有明顯羽狀結晶。

19

模式三

圖 5.3.4氣溫 11.9°C羽狀結晶聚集在中間

圖 5.6.3溶液比較透明看得比較清楚。

圖 5.3.4

使用 95%酒精，在氣溫 11.9℃，

結晶羽毛變多變的明顯。

圖 5.6.3

使用 99.8%酒精，在氣溫 11.9℃

羽狀結晶聚集在中間。

模式四

圖 5.4.4氣溫 11.9°C只出現一點一點小結晶。

圖 5.6.4溶液比較透明更透明清澈。

圖 5.4.4

使用 95%酒精，在氣溫 11.9℃，

出現一點一點白色小結晶。

圖 5.6.4

使用 99.8%酒精，在氣溫 11.9℃

出現一點一點小結晶看起來更透

明清澈。

20

八.結晶重量

將實驗後的結晶用濾紙過濾後，用烘箱進行烘乾至恆重秤重，結

果如下:

表 5.2 使用 95%酒精實驗的結晶重量

方法 結晶重量(g)

第一種模式(當日溫度 11.9℃) 6.1412g

第二種模式(當日溫度 11.9℃) 4.4248g

第三種模式(當日溫度 11.9℃) 7.1213g

第四種模式(當日溫度 11.9℃) 0g

表 5.3 使用 99.8%酒精實驗的結晶重量

方法 結晶重量(g)

第一種模式(當日溫度 11.9℃) 4.9224g

第二種模式(當日溫度 11.9℃) 2.6622g

第三種模式(當日溫度 11.9℃) 6.6926g

第四種模式(當日溫度 11.9℃) 0g

由上表得知，使用 95%酒精的比 99.8%酒精，結晶重量比較多，所以

酒精的純度會影響結晶的特性。

21

陸.結論

1. 本實驗必須要靜置的時間，是經過一周後，才開始慢慢 呈現變

化。

從第七天後開始出現結晶羽毛狀，也因為氣溫的下降出現更明顯

及多的結晶羽毛。

2. 從照片看見結晶最為明顯的為第三模式(圖 5-3-4)，在氣溫下降

時觀察到羽毛的結晶明顯變多，羽毛狀更清楚(圖 5-5-2)，也從

結晶的重量得知使用第三模式，所得到的結晶最多，也印證天氣

瓶會隨著氣溫而改變。

3. 用 99%的酒精進行實驗，有羽毛狀的結晶，溶液是透明清澈，

若使用 95%酒精的比 99.8%酒精，結晶重量比較多，所以酒精的

純度會影響結晶的特性。

4. 我們正在嘗試加入一些顏料下去，讓像羽毛的結晶可以看得更清

楚看得更美麗。

22

柒.參考資料

1. 維基百

科 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A9%E6%B0%A3%E7%93

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http://www.nt150.com.tw/Item_id1499138.htm

3. 打照自己的天氣瓶

http://yushi0519.pixnet.net/blog/post/219039928-%E6%89%93%E

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4. 古時候的天氣瓶

http://www.damanwoo.com/node/63455

5. 固體溶解度與溫度的關係

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B%25E5%25BA%25A6%25E9%2597%259C%25E4%25BF%2582.doc&ei=DK-iV

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6. 結晶維基百科

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7. 樟腦、硝酸鉀、氯化銨介紹

http://cht.a-hospital.com/w/%E6%A8%9F%E8%84%91%E7%B2%89

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8. 結晶圖

http://xiaoxiqi.uz.taobao.com/d/detail?id=3729

http://baike.baidu.com/view/51869.htm

http://www.jxhhswkj.com/showproduct.asp?id=81

9. 曲線圖

http://www.phyworld.idv.tw/NATURE/REV/REV_B3_UNIT_03_ANS.fi

les/image153.jpg

http://img.tikubaba.com/biao/20130501/22/012247cpqv3zvrgvb.

png

10. 商品

圖 http://www.google.com.tw/url?sa=i&rct=j&q=%E5%A4%A9%E6%B

0%A3%E7%93%B6&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw

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