市售的天氣瓶以天然樟腦結晶為主，還添加了其他鹽類，結成美麗的羽狀結晶。看到這些讓我們更好奇了，單一物質降溫即可析出晶體，加入其他溶劑溶質用意為何？配方比例怎麼找出來的？
【X博士摘要說明】
- 配方天氣瓶基礎探索
- 探討配方瓶中添加各成分物質的影響
- 水份減少對配方溶液析出溫度的影響
第 55 屆 國中化學科作品
題目：寒暖霜晶透春秋~探索天氣瓶
作者：高雄市立國昌國民中學的同學們
【摘要(原文)】
本篇報告從天氣瓶的基礎認知著手（第一部分），藉著增加天氣瓶的鹽類、藥用酒精之含量（第二部分），找出每一種物質對配方溶液的影響；接著減少水分，發現水分對天然樟腦藥用酒精溶液的析出溫度有增加的趨勢（第三部分）。由前方探索，我們用找到的規則性，製作對二氯苯藥用酒精溶液，並添加水分，增加析出溫度，做出第一種系列結晶溫度的水晶腦天氣瓶（第四部分），最後找到萘片結晶相關條件：在酒精中增加丙酮，減少析出溫度，終於得到第二種系列結晶溫度的萘片天氣瓶（第五部分）。以原配方天氣瓶為主軸，統整查詢的資料，改變不同的物質，我們發現不同天氣瓶的內容物溶劑比例對析出溫度有規則性，可以推算公式，做出各具特色的美麗天氣瓶。
【X博士步驟說明】
- 配方天氣瓶基礎探索
1.將硝酸鉀 2.5g 和氯化銨 2.5g 溶解於 33mL 熱水中
2.將天然樟腦 10g 溶解於 40mL 藥用酒精中
3.將藥用酒精溶液，放置於電磁加熱攪拌器上，緩慢加熱至完全溶解。
4.將步驟1的水溶液分段加到步驟3的藥用酒精溶液中，加熱攪拌至完全透明。
5.完成澄清液置於密封玻璃瓶中，隨天氣變化長期觀察結晶動靜。
長期觀察發現~結晶速度越慢，晶體形態越大越清晰。溫度越低，結晶量越多。
- 以配方瓶成分比例為準，將天然樟腦以市售萘丸、對二氯苯取代，比較差異。
- 配方瓶水分多寡對析出溫度的影響（系列天氣瓶）
1.公式為 y(析出溫度) = 1.0129x水量- 5.9547，大約是每加 1mL 水，升高 1℃。
2.配方瓶的含水量似乎與晶體析出溫度，在常見天氣溫度範圍內成線性。
數據分析與結論
由於樟腦晶體與冰一樣屬於六方晶系(六方晶體：三軸等長，且相交成 60 度角。另一不等長的軸則與此平面垂直)，因此當降溫速率較快時，結晶也為六瓣狀，有如雪花一般。天氣瓶若要觀賞用，單一物種就可以辦到，為何需要兩種溶液、有機化合物樟腦與鹽類？經過一連串的實驗，我們確信任何溶質溶於易溶的溶劑中，用不溶的溶劑驅使析出，應該都可以找出常見天氣溫度析出的最佳配方比例。
以下是評審給的評語
【X博士評語】
在系列配方天氣瓶中，藥用酒精是用來溶解主要結晶有機物質，水分是用來析出有機化合物晶體。水與藥用酒精牽制之下，可用來控制溶液的析出溫度。所以，當每個天氣瓶配方調對，慢慢等到屬於他的溫度，終將析出滿滿獨特晶體，不妨可試試看調配出屬於自己的天氣瓶。
🔥🔥專業科展線上課程🔥🔥
科展免費分享內容
“>https://bit.ly/2Yk7khI
科展Podcast
【
