生活中的化學

生活中的化學

適用對象：大專校院非化學相關科系學生

教材撰寫者：范銘仁/國立高雄師範大學科環所碩士研究生 黃琴扉/國立高雄師範大學科環所副教授

委辦單位：行政院環保署化學局 執行單位：中原大學/臺北市立大學

生活中的化學

生活中處處有化學

綠色化學簡介

從生活中落實綠色化學

參考資料

生活中處處有化學

生活周遭，哪裡有化學？

生活周遭，哪裡有化學-來舉些例子吧!

白米煮成飯 是化學變化

衣服用的過氧化氫漂白水 跟氧化還原反應有關喔

蓋房子的水泥

也跟煉鐵有關係喔!

車子的輪胎是橡膠製品 空氣中有氮氣、氧氣等，

這些都是化學分子

化學是一種研究物質特性 與相互作用的學科

手機電池中含有許多化學 物質與化學反應

因為生活中

^處處

有化學，綠色化學極需被重視與落實

綠色化學的理念是節約資源的使用、減少廢棄物 與汙染、監測並降低化學毒性，並想辦法將資源 再利用，讓地球更乾淨健康。

綠色化學簡介

綠色化學簡介

• 綠色化學

(green chemistry)

的定義在於 1. 不使用有害、有毒的物質

2. 降低廢棄物產生，從源頭阻止環境污染

3. 強調產品生產過程，要減少消耗量、提升原子利用率

總結來說，綠色化學就是，從源頭開始充分利用原料和能源，並 且必須盡可能減少有害物質釋放，以降低對環境的衝擊。

綠色化學的十二原則緣由

•

國立臺灣大學化學系蔡蘊明名譽教授在 「綠色化學

(Green Chemistry) -

拯 救 地 球 的 未 來 」 一 文 中 提 到 ：

在進入二十一世紀之前，就有一批化學家開始鼓吹綠色化學 的概念，其中最著名者為阿那斯特斯

(Anastas)

與華納

(Warner)

所提出的綠色化學十二原則，受到化學界廣泛的重視。

(摘錄自蔡蘊明名譽教授「綠色化學(Green Chemistry) -拯救地球的未來」

http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=49978&cpage=1)

綠色化學十二原則- PRODUCTIVELY

•

國立臺灣大學化學系蔡蘊明名譽教授在「綠色化學

(Green Chemistry) -

拯救地 球的未來」一文中提到：

由於綠色化學十二原則內容有些複雜，英國諾丁漢大學

(The University of Nottingham)

的

Tang

、

Smith

和

Poliakoff

提出了 ”

PRODUCTIVELY”

這十二個 英文字母組成的單字，來幫助我們記得這十二原則，此單字中每一個字母，

代表一個原則。

綠色化學十二原則- 行政院環保署毒物及化學物質局

(行政院環保署毒物及化學物質局

•P:Prevent wastes

（防廢）

•R:Renewable materials

（再生）

•O:Omit derivatization steps

（簡潔）

•D:Degradable chemical products

（可解）

•U:Use safe synthetic methods

（保安

)

•C:Catalytic reagents

（催化

)

•T:Temperature, Pressure ambient

（節能）

•I:In-Process Monitoring

（監測）

•V:Very few auxiliary substances

（降輔）

•E:E-factor, maximize feed in product

（物盡）

•L:Low toxicity of chemical products

（低毒）

•Y:Yes, it’s safe

（思危）

從生活中落實綠色化學

生活周遭的化學，逐一來討論吧!

白米煮成飯 是化學變化

白米煮成飯 是化學變化

圖片：本計畫自行拍攝 圖片引用來源

https://www.iwatanouen.jp/html/upload/save_image/0927202040

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澱粉的糊化

•

澱粉在烹調中受熱

(

約

60℃

以上

)

而吸水膨脹，致使澱粉粒破壞 而形成半透明的膠體溶液，稱為澱粉糊化。

•

澱粉吸水膨脹及氫鍵斷裂等現象，促使糊化後的澱粉容易被澱 粉酶水解，所以比較容易被人體消化。

(

參考自

A+

醫學百科

http://cht.a-hospital.com/w/%E7%B3%8A%E5%8C%96)

你答對了嗎?

水 熱

珍珠奶茶的珍珠，是什麼成分呢?

圖片引用來源https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrPhm1LGChejwwAGQFr1gt.;_ylu=X3oDMTE0dW42bDU3BGNvbG8Dc2czBHBvcwMxBHZ0aWQDQjk0MTZfMQRzZWMDcGl2cw--

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sb#id=4&iurl=https%3A%2F%2Fi.pinimg.com%2Foriginals%2Ff0%2Fdd%2F19%2Ff0dd191dab70a89054ea33bffecbbcfe.jpg&action=click

從樹薯粉到珍珠

•

珍珠原料：樹薯粉

(

澱粉的一種

)

、黑糖

•

將黑糖水與樹薯粉混合後搓成小圓球，放入滾水中，以中小火 煮約

15

分鐘後，再悶

10

分鐘，此時的珍珠會產生「糊化反應」，

對水的通透性變高、吸水膨脹，變得柔軟。同時也是珍珠能從 乾乾硬硬的樹薯粉變軟

Q

的原因。

珍珠的變軟

• 珍珠會變軟，正是因為先前講到的糊化反應。

• 如同煮米加太多水一樣，泡水許久的珍珠，水分會滲入澱粉之 間的空隙，使得珍珠變得越來越軟爛。

• 而冰在冰箱太久的珍珠，澱粉在低溫下會慢慢結晶，將水分子 擠出而成為較緊密的結構。

(摘錄自泛科學，2017)

順丁烯二酸

•

珍珠的成分只有澱粉和水，他們的結合與分離只靠氫鍵，容易受到 溫度影響，使口感變得不好。

•

部份商人找到了另一種物質

──

順丁烯二酸，它的結構上有兩個羧 基

(-COOH)

，可以和澱粉上的羥基

(-OH)

進行反應，形成不易因為 溫度變化而改變的共價鍵。

順丁烯二酸的安全性

• 順丁烯二酸不是食品用料，欲添加這種成分的製造商只能從化工原料供 應商進料。第一個問題是，因為化工原料不是給人吃的，所以對雜質、

副產物的安全衛生要求較低。

• 第二則是順丁烯二酸本身的毒性。以現有的文獻來看，沒有研究能指出 其致癌性，不過部分動物實驗指出它對腎臟可能會造成傷害。

(摘錄自泛科學，2017)

(https://pansci.asia/archives/128268)

(https://pansci.asia/archives/128261)

思危

• 食安問題常與化學品相關，如何將化學知識運用在良善之處，

並時時考量化學製程與產物對人體的影響，將是你我都需善盡 的責任，也是你我都需居安思危的議題。

怎麼將綠色化學落實在煮飯及食安的日常生活中呢?

(行政院環保署毒物及化學物質局

•P:Prevent wastes

（防廢）

•R:Renewable materials

（再生）

•O:Omit derivatization steps

（簡潔）

•D:Degradable chemical products

（可解）

•U:Use safe synthetic methods

（保安

)

•C:Catalytic reagents

（催化

)

•T:Temperature, Pressure ambient

（節能）

•I:In-Process Monitoring

（監測）

•V:Very few auxiliary substances

（降輔）

•E:E-factor, maximize feed in product

（物盡）

•L:Low toxicity of chemical products

（低毒）

•Y:Yes, it’s safe

（思危）

生活周遭的化學，逐一來討論吧!

衣服用的過氧化氫漂白水 跟氧化還原反應有關喔

衣服用的過氧化氫漂白水，是常見的氧化例子

2H ² O ² →2H ² O+O ² ↑

活性氧氧化色漬，讓污垢脫離衣服纖維

漂白水

圖片引用來源

https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrtS3e88ideXA0ADTVt1gt.;_ylu=X3oDMTBsZ29xY3ZzBHNlYwNzZWFyY2gEc2xrA2J1dHRvbg--

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二氧化硫漂白劑，是常見的還原例子

𝐒𝐎 _𝟐

圖片引用來源

https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrtSryQ9idefBkAM.pt1gt.;_ylu=X3oDMTBsZ29xY3ZzBHNlYwNzZWFyY2gEc2xrA2J1dHRvbg--

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雖然免洗筷不屬於衣物類，

但是因為它是很常見的還

原型漂白劑，所以一起來

比較喔 !

圖片引用來源

https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrtSryQ9idefBkAM.pt1gt.;_ylu=X3oDMTBsZ29xY3ZzB HNlYwNzZWFyY2gEc2xrA2J1dHRvbg--

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圖片引用來源：行政院環保署毒物及化學物質局

(https://www.tcsb.gov.tw/cp-306-

使用免洗筷，也要注意低毒、保安、思危

那什麼是氧化還原呢?

• 狹義

• 氧化：物質與氧元素化合的反應。

• 還原：化合物質於化學反應時失去氧的反應。

• 廣義

• 氧化：失去電子。

• 還原：得到電子。

其他常見的還原例子

維生素 C 及維生素 E 等抗氧化 劑是常見的還原劑。

例如：

攝取維生素C可防止身體老化。

食品中加入維生素E可提高食品的 保存期限。

維生素(抗氧化劑)

(圖片引用來源

https://topick.hket.com/article/1611253/%E6%8A%97%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%A3%9F%E7%89%A9%E6%8E%92%E8%A1%8C%E6%A6%9C%

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小蘇打也可以清潔衣服喔!

使用時可以把小蘇打粉撒在衣領、

袖口等髒污處，並用溫水浸泡半 小時，之後再加強刷洗就可以讓 衣服更加潔白喔！

生活周遭的化學，逐一來討論吧!

蓋房子的水泥

居然跟煉鐵有關係!

高爐煉鐵

⁽https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrPiBFrDChe3jIAdhRr1^{圖片引用來源} gt.;_ylu=X3oDMTE0dW42bDU3BGNvbG8Dc2czBHBvcwMxBHZ0aWQDQjk0 MTZfMQRzZWMDcGl2cw--

?p=%E7%85%89%E9%90%B5%E9%AB%98%E7%88%90&fr2=piv- web&fr=yfp-search-

sb#id=2&iurl=http%3A%2F%2Fwww.phyworld.idv.tw%2FNature%2FJun_2%2F B4_CH2%2F2-2_POINT.files%2Fimage038.jpg&action=click)

答案是：熔渣 你答對了嗎?

• 煉鋼廠在高爐煉鐵過程中，以噴水急速冷卻煉鐵所產生之高爐石，產 生大量玻璃質，而形成粒狀水淬高爐石，由於其成分含鈣、矽、鋁、

鐵等氧化物相圖與卜特蘭水泥熟料相近，並具潛在水硬性膠結能力，

若研磨成高爐石粉進而與水泥混合，可成為卜特蘭高爐水泥或簡稱為 高爐水泥。

(

內容摘錄自房性中，

2007

發表於中華技術期刊之內文

http://www.ceci.org.tw/book/73/120_127.pdf)

請想想看：關於高爐煉鐵，以及熔渣成為水泥原料之一，

哪些跟綠色化學原則相關呢?

生活周遭的化學，逐一來討論吧!

車子的輪胎是橡膠製品

橡膠的特性 (

引自

https://tw.misumi-ec.com/pdf/fa/p1483.pdf)

問題在…

我們來看看環保署的規定喔~

• 哪些輪胎可以回收



橡膠材質的外胎，但是不包括實心胎。

• 要怎麼回收



汽車維修業及輪胎行等事業單位產生之廢汽車胎，需自 行委託回收業回收；機車行汰換產生之廢機車胎或民眾自行汰換之廢輪 胎，可於資源回收日逕交由清潔隊資源回收車回收。

• 回收的廢輪胎怎麼處理



目前國內廢輪胎處理方式包括破碎、磨粉處 理及熱裂解處理等方式處理，其中以破碎及磨粉為主要處理方式。

將廢輪胎破碎磨粉的好處

•

廢輪胎經過破碎磨粉後，可以再製成建築材料用的水泥磚、地 磚，也可再製成橡膠粉、再生膠等其他橡膠製品；經回收破碎 磨粉後，也可再製成橡膠塊粒。

• 1981

年時，德國學者

Nakkel

發表文獻指出，在比利時布魯塞爾

附近所做的研究結果顯示，取自廢輪胎的橡膠塊粒所做成的隔 音牆，可有效降低音量達

10

分貝。

(

引自

http://www.jdj.com.tw/front/bin/ptlist.

phtml?Category=3

)

輪胎的使用、回收，到製作隔音牆，整體歷程哪些部份跟綠色化學相關呢?

生活周遭的化學，逐一來討論吧!

手機電池中含有許多化學 物質與化學反應

先來思考一下，什麼是電池?

• 電池的主要功能，就是把化學能轉換成電城的裝置。

• 日常中常見的電池，舉兩個例子如下：

碳鋅電池

(

乾電池

)

(

無法充電

)

鋰電池

(

手機電池

)

(

可充電

)

(圖片引用來源

https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrwSYudHCheNggANQ1r1gt.;_ylu=X3oD MTE0dW42bDU3BGNvbG8Dc2czBHBvcwMxBHZ0aWQDQjk0MTZfMQRzZWMDcGl2cw--

(圖片引用來源

https://tw.images.search.yahoo.com/search/images;_ylt=AwrxiDfmHShe4kEAEyNr1gt.;_ylu=X3oDM TE0dW42bDU3BGNvbG8Dc2czBHBvcwMxBHZ0aWQDQjk0MTZfMQRzZWMDcGl2cw--

?p=%E6%89%8B%E6%A9%9F%E9%9B%BB%E6%B1%A0&fr2=piv-web&fr=yfp-search-

碳鋅電池

鋰電池

(

參考自

Bird,2019)

(https://makerpro.cc/2019/03/the-

手機鋰電池需要充電，但面對快耗盡的能源，怎麼辦呢?

近代常見的綠色能源

太陽能

風力發電、離岸風力發電 水力發電

生質能源

1. 在研發綠色能源過程中，應著重綠色化學12項原則

2. 現階段的能源與資源使用，也必須思考如何更接近綠色化學原則

參考資料

參考資料與參考圖片來源(一)

•

《生活中的化學》行政院環保署毒物及化學物質局

•

《自然與生活科技第四冊》翰林出版社

•

鋰電池的原理與應用

(Bird,2019)

(https://makerpro.cc/2019/03/the-principles-and-application-of-lithium-ion-battery/)

參考資料與參考圖片來源 ( 二 )

•

化學圖片

https://www.whatchado.com/en/jobinfo/wie-werde-ich-chemisch-technische-r-assistent-in-1

•

化學式

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%AB%E6%9D%89%E9%86%87

•

免洗筷

https://news.ebc.net.tw/News/living/8123

•

二氧化硫

http://www.hebeitianyu.com/

•

抗氧化食物

http://laihokming.blogspot.com/2014/01/blog-post_5.html

•

電池

https://www.pixnet.net/tags/AAAA%E9%9B%BB%E6%B1%A0

•

碳鋅電池

https://tw.appledaily.com/headline/daily/20081030/31096312/

•

鋰電池

https://kknews.cc/zh-my/tech/k3eplmq.html

•

充電電池

http://www.vocabularypro.cc/artShow.php?SID=gm1520192607&presslang=chi

•

電動機車

https://tel3c.tw/blog/post/222532047

參考資料與參考圖片來源 ( 三 )

•

太陽能板

https://journal.eyeprophet.com/%E5%8D%97%E9%9D%9E%E7%B6%93%E6%BF%9F%E6%9B%99%E5%85%89-

%E5%A4%AA%E9%99%BD%E8%83%BD%E7%94%A2%E6%A5%AD/

•

離岸風力發電

https://www.books.com.tw/products/0010630956

•

生質能源

https://m.101media.com.tw/content/YUg4sBTbBGNA29xNi8IoQmhGgUlEHG

•

水力發電

https://jibaoviewer.com/project/5811b996c8b81f4c24136700

•

珍珠

https://events.ettoday.net/activity/ghost2019/article/25361/hot

• https://taiwan17go.com/page/842/?v=0

• https://poortravellers.com/%E6%97%A5%E6%9C%AC-%E7%8F%8D%E7%8F%A0%E6%96%99%E7%90%86-

%E9%BB%91%E6%9A%97%E6%96%99%E7%90%86/

• https://www.elle.com/tw/life/foodie/g28458509/japan-tapioca-trends/

綠色化學思維之全民教育深耕與安全替代推動計畫 計畫主持人：王玉純

共同主持人：林于凱、張育傑、徐宏德 教材審查委員：

聯絡方式：蕭寶桂 高級環境技術師