臺灣國際科展

『冰清欲結』-探討不同條件溶液結冰時溶質匯聚現象的差異

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2020年
科別
化學
得獎情形
四等獎
學校名稱
高雄市立福山國民中學
指導老師
鄭士鴻
作者
洪翌洋;劉宣妤;劉奐均

摘要或動機

我們發現有些水溶液結冰後會推擠溶質到中央匯聚成顏色較深的區域,但有些溶液卻不會,到底是什麼原因造成此現象的差異?於是我們操縱各種變因來觀察它們對溶液結冰時溶質匯聚表現的影響。 實驗發現並非所有的濃度都會匯聚;不同溶質的匯聚情形也不同;水質所含雜質越多匯聚效果越差,且結冰後氣泡分布也各有特色;上下等寬的容器呈角錐狀匯聚,下窄上寬的容器則為柱狀匯聚;先結冰的地方會推擠溶質到後結冰的地方且結冰速率越慢匯聚程度越好;最後我們利用保麗龍包覆+重力方向來控制結冰順序使冰晶推擠力達到加倍的效果,再透過自製離子濃度檢測器發現冰塊中溶質匯聚區的濃度並非均勻一致,而是依結冰的順序而有低、中、高的「濃度梯度」現象。


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