【自】六年級(下) 防鏽與防腐

2-1【鐵製品生鏽的探討】

◎鐵製品在自然環境下，經過一段時間後，表面的顏色會慢慢改變，外觀也會產生變化，這種現象稱為「生鏽」。

◎鐵鏽：鐵製品放置一段時間，會產生一些棕色、易碎的物質

◎鋼棉很細，和外界接觸面積大，用來代替鐵製品做實驗時效果較明顯。

◎變因：對於實驗的過程中可能會產生影響的因素

  應變變因：實驗結果或要測量或要比較的項目。

  操縱變因：實驗中唯一能改變的因素。

  控制變因：實驗中除了控制變因外其他不能改變的因素。

  進行實驗時，只有一項變因可以改變，其他的變因都要保持不變。

	實驗目的 (應變變因)	水對鋼棉生鏽的影響	空氣對鋼棉生鏽的影響
實 驗 變 因	要改變的變因 (操縱變因)	是否沾水	是否接觸空氣
	保持不變的變因 (控制變因)	夾鏈袋大小 鋼棉大小 放置時間 放置地點	夾鏈袋大小 鋼棉大小 放置時間 放置地點

 

《鐵製品生鏽的條件》

實驗假設	水會影響鋼棉生鏽
實驗變因	操縱變因(要改變)：鋼棉是否沾水 控制變因(保持不變)：夾鏈袋大小、鋼棉大小、放置時間、放置地點
操作步驟	1將兩塊大小相同的鋼棉，一塊沾水、一塊保持乾燥，分別放入夾鏈袋中。 2將夾鏈袋口封住，靜置一段時間後，比較兩塊鋼棉的變化。
實驗結果	沾水的鋼棉生鏽情形比乾燥的鋼棉嚴重。 實驗結果與假設相同，證明水對鋼棉生鏽有影響。

 

實驗假設	酸性水溶液會影響鋼棉生鏽
實驗變因	操縱變因(要改變)：鋼棉沾取的水溶液 控制變因(保持不變)：夾鏈袋大小、鋼棉大小、放置時間、放置地點
操作步驟	1兩塊大小相同的鋼棉，一塊沾水、一塊沾酸性水溶液，分別放入夾鏈袋中。 2將夾鏈袋口封住，靜置一段時間後，比較兩塊鋼棉的變化。
實驗結果	沾酸性水溶液的鋼棉生鏽情形比沾水的鋼棉更嚴重，且更快生鏽。 實驗結果與假設相同，證明酸性水溶液對鋼棉生鏽有影響。

【歸納】1 鐵製品在潮溼的環境下容易生鏽。 2 酸會加快鐵生鏽的速度。

《鋼棉生鏽的條件》

操作步驟	1將鋼棉搓成長條狀後，放入裝水的透明塑膠杯中。讓鋼棉一半完全浸在水中，另一半露在空氣中。 2靜置一段時間，觀察鋼棉生鏽的情形。
實驗結果	同時接觸到水和空氣的鋼棉，生鏽情況最嚴重

◎一段時間後，即可在水面和空氣交界處看見生鏽，若放置的時間愈久，則全部都可見生鏽，但仍以水面和空氣交界處生鏽最多。

◎鋼棉條因為水的毛細現象，會使水在鋼棉的細縫中上升，所以生鏽最明顯的位置比和水面的位置高一些。

◎在水中、在空氣中的鋼棉都會生鏽，但是在水面和生鏽比較嚴重的部分是在水面和空氣的交界處，因此可以知道生鏽需要水和空氣。

【歸納】鋼棉（鐵）生鏽需要水和空氣。

• 從這些實驗可以發現，鐵製品接觸水和空氣後容易生鏽，而酸性水溶液會使鐵生鏽的速度加快。

 

《證明鋼棉生鏽後會消耗空氣》

操作步驟	1將鋼棉浸泡在酸性水溶液約20 秒到30 秒。 2將鋼棉輕輕夾起，滴除多餘的酸性水溶液後，放入廣口瓶底部緊塞固定。 3將裝有鋼棉的廣口瓶倒過來放置裝有染色水的培養皿中。 4在培養皿中持續加入染色的水，一段時間後，觀察水位的變化。
實驗結果	廣口瓶中的水位高度上升，證明鋼棉生鏽會消耗空氣。

◎浸泡酸性水溶液是為了要加快鐵生鏽的速度，縮短實驗時間。

◎染色水可以讓實驗結果更清楚。

◎食用醋的濃度過高，會和鐵反應產生氫氣，導致水位下降，因此建議使用約1％的醋酸水溶液。

【歸納】鋼棉（鐵）生鏽會消耗部分空氣。

 

《檢驗鋼棉生鏽所消耗的氣體種類》

操作步驟	1可利用前頁實驗結果，將廣口瓶正放且迅速蓋上培養皿。 2拿開培養皿時，立即將點燃的蠟燭移入廣口瓶內，觀察燭火的變化。
實驗結果	燃燒的蠟燭或線香熄滅了， 表示廣口瓶內沒有氧氣， 證明鐵生鏽會消耗氧氣。

◎蠟燭燃燒需要氧氣，當點燃的蠟燭或線香放入廣瓶口內馬上熄滅，證明鋼棉生鏽會消耗掉空氣中的氧氣。

【歸納】鐵生鏽會用掉氧氣。

 

 2-2【防止鐵製品生鏽】

生活中鐵製品生鏽的現象，是鐵和空氣及水緩慢作用的結果。

生鏽的鐵製品對生活的影響：使物品變得更脆弱、影響安全、破壞美觀、縮短使用年限。

金屬	氧化後顏色
鐵	褐色
鋁	灰白色
銅	綠色

◎氧化現象：金屬和水及空氣作用後，會產生鏽蝕或變色的情形。

 

 

《防止鐵製品生鏽的方法》

原理	鐵製品在接觸水和空氣的條件下容易生鏽，假如能隔絕水和空氣，就可達到防鏽的目的
舉例	1表面電鍍 2鐵在煉製時加入其他金屬製成合金，例如不鏽鋼 3乾水分，保持乾燥 4加潤滑油、塗油漆或加塑膠套，隔絕水分

 

 

◎電鍍：將物體放入特殊的水溶液中，並通入電流，水溶液中不易生鏽的金屬會覆蓋在物體表面的。

◎鐵罐頭內壁通常會鍍上一層錫， 防止鐵生鏽，鍍錫的鐵皮又稱為「馬口鐵」。

【歸納】 要讓鐵製品不容易生鏽，可以利用噴漆、上油、保持乾燥、用塑膠袋包好或表面電鍍等方法。

2-3【食物的腐敗與保存】

《黴菌小檔案》

說明	一種微小的生物，無法用肉眼直接看清楚。 種類很多，型態和顏色等不大相同
構造	黴菌由菌絲構成，菌絲頂端會形成孢子囊 孢子囊成熟後會裂開，孢子會飄散到空氣中
繁殖方式	主要藉由孢子繁殖，當成熟的孢子囊裂開後，孢子會飄散在適當的環境中，長出新的菌絲
觀察方式	可利用放大鏡或顯微鏡觀察黴菌
注意事項	接觸或吸入黴菌孢子可能會引起過敏或其他疾病，觀察時請勿觸摸並戴口罩。

 

《乾燥與潮溼環境中黴菌生長情形》

實驗變因	操縱變因(要改變)：吐司是否潮濕 控制變因(保持不變)：吐司大小、放置地點、溫度
實驗結果	潮溼吐司上的黴菌比乾燥的吐司多 潮溼吐司的發黴速度比乾燥的吐司快

【歸納】潮溼、溫暖的環境容易使黴菌生長。

◎若將土司放在較溫暖的環境（約25℃到30℃）中， 潮溼的土司大約2 到3 天就會出現發霉的現象。

《微生物小檔案》食物長黴菌或變酸腐敗和微生物有密切的關係。

說明	是一群形態較小，通常需要透過顯微鏡才能清楚看見微細構造的生物
舉例	細菌、藍綠藻、黴菌
作用	1以大豆、米、麥為原料，藉由不同原料與微生物發酵後，能製成豆腐乳、味噌、醋、醬油、米酒等食品 2以乳製品為原料，藉由乳酸菌、酵母菌等微生物發酵後，製成優酪乳、乳酸飲料和乳酪等。

◎有些微生物可以為我們帶來好處，有些食品是利用微生物製造而成的。

 

《食物的保存》

原  理	說   明	應 用 與 實 例
保持乾燥	將食物烘乾、曬乾，或用大量的鹽和糖醃漬使食物脫水，讓微生物不易生長。	(1)曬乾：辣椒乾、魚乾 (2)醃漬：蜜餞、泡菜 (3)在包裝中放入乾燥劑
低溫保存	降低溫度使微生物不易生存繁殖	牛奶、肉品放入冰箱冷藏
直接殺菌	利用高溫直接殺死食物中的微生物	放入滾水煮沸
隔絕空氣	使微生物無法透過空氣傳播及生長	(1)加入脫氧劑 (2)利用真空包裝食物

◎這些方法大多是藉由隔絕微生物生長所必需的氧氣或水分，達到延長食物保存期限的目的。

 

《食品添加物》加工製造的食品，常為了延長保存、提升口感或維持美觀等因素，會添加一些物質。

說明	為使食物達到防腐、調味、增色、保鮮等目的，在食品製作加工過程中添加的物質。
影響	攝取過多可能會造成過敏反應、破壞免疫細胞及導致癌症等健康威脅
規定	衛生單位已規範各種食品添加物的使用範圍、限量及規格標準

◎不肖業者為了使食品看起來漂亮， 或為了節省成本添加了有害的添加物，就會危害消費者的健康。

◎食品添加物雖可延長保存期限、增加風味，但可能對身體有害，應該盡量減少食用加工過的食品。

 

《購買食品時的注意事項》

(1) 是否超過保存期限

(2) 查看瓶身、瓶蓋是否變形：食品的外包裝是否完整，罐頭是否凹陷，萬一破損，食品可能遭到汙染。

(3) 查看包裝是否完整

(4)包裝標示是否清楚：製造及有效日期、原料、成分、產地、保存方法…