第一題

在一瓶碳酸飲料中加入“Mentos” 萬樂珠糖果會導致液體像噴泉一樣從瓶子裡噴出,為什麼這些糖果會有這些效果?

(a) 當中有一個產生二氧化碳的化學反應
(b) 糖果在碳酸飲料中溶解,令二氧化碳的溶解度降低
(c) 糖果外層成了讓二氧化碳氣泡形成的成核表面



第二題

不銹鋼常用於生產餐具和煮食用具,為什麼不銹鋼不會生銹?

(a) 因為不銹鋼不含有鐵
(b) 因為不銹鋼會在表面形成保護薄層
(c) 因為不銹鋼合金中某種金屬有犠牲性保護作用



第三題

可擦原子筆近年越來越受歡迎,為什麼透過摩擦可以擦除這些墨水?

(a) 摩擦會提升溫度,導致產生化學反應而令墨水色素變為無色
(b) 摩擦時產生的剪力破壞了色素分子
(c) 摩擦令色素分子從紙張表面移除並附在摩擦物體的表面上



第四題

新冠肺炎疫情初期,很多家庭需要分享清潔用品,例如家用漂白水。但汽水PET膠瓶應避免作為漂白水的容器,為什麼呢?

(a) 漂白水可能會溶解膠瓶並漏出
(b) 一些有毒的化學物會從塑料中滲出污染漂白水
(c) 專家擔心在膠瓶中的漂白水可能會被誤認為是飲料



第五題

瞬間撥水的防水外層常用於雨傘和雨衣的表面,水會形成水滴並在不弄濕表面的情況下滑落。哪種材料可以用於形成這些撥水外層?

(a) 烴鏈基表面材料
(b) 全氟化烴鏈表面材料
(c) 金屬表面材料



第六題

在日常生活中使用的金屬中,稀土金屬相對比較少見。您甚至可能不太熟悉這些金屬,例如鑭、鈰、釹、銪和鏑,但其實它們在日常生活中也有很多用途。以下哪些物品使用到稀土金屬或它們的化合物呢?

(a) 智能電話
(b) 鈔票
(c) 耳機
(d) 以上全部



答案

第一題︰(c) 糖果外層成了讓二氧化碳氣泡形成的成核表面
這一類糖果有一層充滿微孔的外層。當溶解在水中的二氧化碳並以氣體狀態離開時,需要一些能量才能使氣體由溶液態變為氣態並使足夠的氣體分子聚結成為氣泡。這個過程稱為成核。而在萬樂珠糖果的外層微孔上成核過程所需要的能量較少,導致成核過程加快而同時形成更大量的氣泡,令碳酸飲料從瓶子裡湧出。


第二題︰(b) 因為不銹鋼會在表面形成保護薄層
不銹鋼是由鐵、鎳、鉻和少量碳組成的合金,而當中的鉻是不銹鋼能夠防銹的關鍵。鉻會和空氣中的氧氣產生反應而形成一層非常薄而肉眼看不見的氧化鉻(Cr2O3)表層。這層緊密的表層防止空氣中的氧氣和水份接觸到金屬表面,從而防止鐵氧化變成銹。即使這表層被擦掉,它也會因為鉻迅速和氧氣再次產生反應形成新一層氧化而自我修復。


第三題︰(a) 摩擦會提升溫度,導致產生化學反應而令墨水色素變為無色
這些對溫度變化敏感的墨水使用了隱色染料化合物,隱色染料有有色和無色形態的,而酸鹼值能使這染料由有色形態變成無色。另外,在墨水混合物中,還存在一種長鏈有機酸/鹼,這酸/鹼的熔點約為攝氏50-60度。當我們摩擦紙張時能加熱墨水混合物,使當中的長鏈有機酸/鹼熔化並令混合物中的酸鹼值產生變化,從而令到有色形態染料變成無色形態。這個過程能夠在低溫下逆轉,你可以嘗試把被擦走文字的紙張放入冰箱數個小時,文字會重新出現!


第四題︰(a) 漂白水可能會溶解膠瓶並漏出
提出這建議的主要原因是由於漂白水中的強鹼與PET聚酯塑料會產生化學反應。漂白水的活躍成份是次氯酸鈉(NaClO),但這鹽除了在高pH值的環境外十分不穩定。因此,家用漂白水需加入一種強鹼氫氧化鈉(NaOH),以維持高pH值。

PET膠瓶是由聚對苯二甲酸乙二酯製成,這聚合物中的單體單元通過酯鍵連接,是一種聚酯。強鹼溶液會導致PET中的酯鍵水解,令到長鏈分解成較短的單位。這使到膠瓶溶解,腐蝕性的漂白水溶液漏出。


第五題︰(b) 全氟化烴鏈表面材料
全氟化烴展現出超疏水性,水會被這些表面強烈排斥而易於形成水滴。它們比烴表面更具疏水性(可將用聚丙烯(PP)製成的雨傘上的水和具有全氟化表面的外層上的水進行比較)


第六題︰(d) 以上全部
智能電話在其顯示技術、揚聲器和振動裝置中使用很多稀土元素。耳機相似地使用由稀土金屬如釹製成的磁性裝置。鈔票含有螢光顏料作為防偽特徵的一部分,這些螢光顏料是由稀土金屬化合物製成,例如銪(紅色螢光粉)和鋱(綠色螢光粉)的化合物。