打造化學力(下) 一網打盡你必備的化學基礎

打造化學力(下) 一網打盡你必備的化學基礎
定價:280
NT $ 110 ~ 432
 

內容簡介

唯有《打造化學力》能夠:打開你愛上化學的開關,打好你的化學基礎。
這套書可以當成化學課本的補充教材,
課本上輕描淡寫忽略過的原理,
書上都用生活化的類比、簡單的實驗,讓你一看就明白。
讀了《打造化學力》就能讓你讀懂化學的趣味,
讀出好成績!

  美國的兩位化學教授,把生活中各層面遇到的問題,以化學觀點分析。乍看之下,跟一般科普書好像一樣,但跟其他科普書最大的差別是:它是最棒的化學補充教材。

  本書內容與高中課程緊緊相扣,而且每一章都由實驗揭開序幕,用家裡原有的廚房器材或清潔工具就可以完成,不是實驗高手,也可以動手探索科學世界。不想動手做實驗的人,看了這麼有趣的操作,也會躍躍欲試,就在不知不覺中,進入了奇妙有用的化學世界。

譯者簡介

陳偉民

  國立台灣師範大學畢業,曾任國中理化老師及高中化學教師。目前參與國中及高中教科書編寫,並從事通俗科學寫作及翻譯。著有《智多星出擊》I、II、《誰殺了大恐龍》、《天才小玩子》、《創意教學──理化篇》(與祁明輝合著)、《3D理化遊樂場》I、II(與林金昇、江彥雄合著,天下文化出版)及《大家來破案》。

 

目錄

第二部  化學基本原理,進階篇

第12章固態與表面化學
加強實驗力 12:花開知多少?
增進知識力12:晶瑩剔透的化學
化學真有例12:鑽石(幾乎)恆久遠

第13章熱力學
加強實驗力13:暖暖包與冰敷包
增進知識力13:加熱
化學真有例13:冰箱滿街跑

第14章純物質與混合物的相變化
加強實驗力14:排外的冰
增進知識力14:美麗新相態
化學真有例14:當好吃的披薩變難吃

第15章化學平衡
加強實驗力15:萬物皆平衡
增進知識力15:平衡-─化學的雙向道
化學真有例15:呼出與吸入

第16章依數性質
加強實驗力16:抗凍與抗沸
增進知識力16:依數性質-數多力量大
化學真有例16:腎與化學

第17章化學動力學
加強實驗力17:加速
增進知識力17:化學動力學──名副其實的爆炸
化學真有例17:為何你的愛車會爆震?

第18章光化學和電化學
加強實驗力18:黑光化學,迴紋針化學
增進知識力18:電子與光子:打開電燈
化學真有例18:當光子遇上電子──太陽能

第三部:化學家就做這個
開場白  想要彈同調

第19章有機化學
加強實驗力19:從阿司匹靈到酸
增進知識力19:就是有機

第20章無機化學
加強實驗力20:熵、氨與變形蟲
增進知識力20:滾石化學

第21章生物化學
加強實驗力21:屁與豆子湯
增進知識力21:當化學的身體遇上身體的化學

第22章分析化學
加強實驗力22:證據就在指紋中
增進知識力22:化學家就是分析師

第23章未來的化學
加強實驗力23:藥櫃化學
增進知識力23:過去的神祕與未來的神奇

尾聲
謝誌
採購清單與溶液配製
元素表I,依原子符號排序
元素表II,依原子序排序
圖片來源與注解:第12 ~ 22章

 

序言

  化學書籍通常分為兩類:教科書和兒童讀物。這些書基本上排除了一般讀者。有幾本很棒的書彌補了這項缺憾,包括卡魯克斯蒂和范黑克合著的《化學連結:日常現象的化學基礎》,以及蘇瓦茲著的《蘇老師化學黑白講》(蘇瓦茲的蘇老師系列,皆由天下文化出版)。然而,我們仍然決定,憑著我們的努力加入他們的行列,但相信本書呈現的手法會略有不同。

  我們希望寫一本在聊天中增進功力的化學書:一本可以坐在安樂椅上閱讀的化學書,可以在自己家裡無拘無束的翻閱,我們以幾個簡單明白的實驗(「加強實驗力」單元)使全書生動活潑,讓讀者在自家廚房或庭院就可以完成這些實驗。

  我們會寫這套書,是因為當初我們開始學習化學時,最喜歡這種類型的書。這本書是化學家寫的,但不是寫給化學家看的。這本書是寫給跟我們多年前一樣年輕的學生,以及和我們大家一樣好學的人看的。我們希望讀者在閱讀接下來的各章時,和我們在寫作時一樣快樂。

導讀

陳偉民

如何打造化學力?

  《打造化學力》這套書有幾個重要的特色:每一章的主文(「增進知識力」)之前至少都有一個實驗(「加強實驗力」);每一個實驗及每一章的「增進知識力」之前都有一段摘錄自文學作品的文字,這段引文中會提到化學或化學的專有名詞;每一章的「增進知識力」之後,都會有實例(「化學真有例」)介紹該章的化學原理如何運用在日常生活或工業中。

  「加強實驗力」所用的器材,都很容易取得,大多在五金行、大賣場或西藥房可以買到。由於「加強實驗力」的活動都簡單而安全,所以除了對化學有興趣的成人可以閱讀本書之外,中小學自然科及化學科教師也可參考本書的實驗,勢必使您的教學生色不少。國二以上資優學生及一般高中生應可自行研讀本書。

  本書的架構十分完整,可說對化學的各領域做了全面性的介紹。讀了之後,整體化學實力必然增強不少。書的筆調雖然輕鬆,但有些內容在程度上比目前高中課程還略為深入一點,如熱力學部分,對熵的概念著墨頗多。書中也預告了化學的未來,必將結合生物與醫學,努力改善環境與能源問題。對將來有志攻讀化學的學生,有很高的期許。

  在閱讀時,可以依書上指示,自己找材料進行其中的數個實驗。在〈增進知識力預告〉中提到的數個諾貝爾化學獎得主,他們小時候都曾自己動手做過化學實驗,那麼早點養成動手做實驗的習慣,真的會使你受益無窮。

文學中也充滿化學

  由本書引用的文學成品可以知道,許多傑出的文學家,對化學都有很大的興趣和相當的了解。本書中有引用雨果的《悲慘世界》,但我在此要引用該書另一段,來驗證雨果的化學知識相當先進。

  在《悲慘世界》第四集十二冊第三章中,愛國青年Grantaire說了一句:

  「同志們!我們將會推翻政府,就像在珠光脂酸(margaric acid)和蟻酸之間有15個脂肪酸一樣確定。不過,這對我完全不重要。各位先生,我父親討厭我,因為我不懂數學。我只懂愛與自由。」

  珠光脂酸的化學式為C16H33COOH,學名十七酸,因為它的分子中有17個碳原子;蟻酸的化學式為HCOOH,學名甲酸,因為它的分子中有1個碳原子。在兩者之間(兩端不算),顯然有15種脂肪酸分子,分別含2、3……16個碳原子。當然雨果並未把同分異構物列入計算,否則會有數千種分子。

  《悲慘世界》出版於1862年,書中描述的年代自拿破崙垮台的1815年起,前後約二十年。珠光脂酸是謝弗勒(Michel Chevreul, 1786-1889)在1813年進行一連串皂化實驗時發現的,他用?油進行皂化時,得到一種小的珍珠色晶體,他把晶體用酸分解,得到酸性物質,此酸性物質後來被命名為珠光脂酸。換句話說,在小說的時空背景中,珠光脂酸是剛發現不久的化合物,而且馬上就成為書中學生談話的內容。這足可印證本書作者強調的:從前的作者與讀者,化學知識顯然都比現代人好。

化學是娛樂事業

  為什麼現代人的化學知識反而不普及?我猜想,化學在十九世紀蓬勃發展時,成為知識份子間的顯學,但到了二十一世紀,化學已遭汙名化,某位美國化學家曾描述她開完化學的學術研討會後,沒有把名牌取下,就在公車站牌等車,結果同樣在等車的另一位婦女,看到她的名牌後,怒氣沖沖的指責她,大意是說:「你們這些人真可恥,化學毒害了這麼多人,你們竟然還要開會推動化學?」

  每次聽到人家說:「化學的不好,天然的尚好。」我心裡都不禁要嘀咕:「所有天然的,都是化學的。」無論天然的、人工的,只要是物質,沒有一樣不是由原子、分子組成的,沒有一樣不是化學研究的對象。

  本套書每一章後面的實例「化學真有例」,也是一種相當有創意的寫法,每一章中介紹的原理,立刻以日常生活或工業的實例驗證。其中最精采的是下冊第三部第22章的實例,以一場命案的發生,介紹如何運用分析化學的技術,抽絲剝繭,最後查出致命的真正原因。化學家和偵探的工作真的有許多相似之處,而現代偵探也要靠著化學證據才能辦案!透過刑事鑑定,幾乎可以學到所有的化學。各位老師不妨趁著CSI熱潮,多向學生介紹一些化學。

  這是一本充滿趣味的化學書,作者筆調輕鬆幽默,在閱讀過程中,常會因作者巧妙的譬喻而發出會心的微笑。我常跟學生講:化學是娛樂事業。希望你讀完這兩本《打造化學力》後,也有同感!

  本書在翻譯過程中,盡量保持原書的幽默格調。原書押韻之處,譯文也盡量保持押韻;原書使用雙關語之處,譯文也盡量找到一語雙關又不失原意的中文字句。書中所有引用的文學作品,均找出原書,至少讀完引文前後那一章,才下筆翻譯。書中每一章所涉及之化學概念,均與原作者以e-mail往返討論數次才定稿。翻譯過程雖已力求完美,然因個人才疏學淺,不免仍有錯誤之處,請讀者們多多指教。

 

內容連載

加強實驗力 12
花開知多少?

我覺得自己好像一粒白色的非晶體。
―小泉八雲(1850-1904),
引述於《小泉八雲的生活與時代》,約1900 年

化學家並不是只對氣相和液相的反應感興趣,雖然固態的物質看起來很呆板,但是它們也有活潑的一面。

戴上安全眼鏡,找個小玻璃杯或塑膠碗(像泡麵用的小碗公),拿來當你的花園,確定做完這個實驗後,這個碗可以丟棄。把這個碗放在大碗公裡,或放在箱子、容器裡,或放在報紙或鋁箔上,這樣如果你的花園裡掉出了一些晶體,晶體會掉在報紙上,比較好清理。找個地方放你的花園,讓花園既不會被亂動,飄出的氨氣也不會惹人厭。

找一小塊海棉,先用水浸濕再擰乾,有點濕濕的就好。把濕海棉剪成小立方塊,然後把這些海棉塊放進花園裡。把海棉塊平均散布在碗底,間隔1 公分遠,離碗壁也是1 公分。海棉塊的大小和數目就看碗的大小決定,最好有三到五塊。準備好後,你就可以開始在花園裡播種了。

取出依書末〈採購清單與溶液配製〉建議購買的氨水、食鹽與蒸餾水。在碗裡加入蒸餾水和氨水各兩茶匙。如果你想讓花園的色彩更炫,可以在海棉方塊上灑幾滴食用色素。本實驗的各項試劑,用量不必太精準還是會成功。

輕輕旋轉碗,然後灑上兩茶匙食鹽到海棉塊上方。如果有些食鹽掉到碗底的溶液也沒關係。讓碗靜置過夜,不要去亂動。

第二天,再灑兩茶匙食鹽在海棉方塊上,然後靜置一夜。

第三天,重複第一天的動作,再一次把所有物質加入花園裡,要小心別破壞已經長出來的晶體。鹽將會蓬勃生長,長成像手指一樣的漂亮晶體。用放大鏡欣賞這些晶體,就好像走進花園賞花一般。
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