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臺灣的海洋環境與海岸地形的演育 ──東部海岸與西部海岸的比較
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當我們「聚」在一起-談膠體溶液的凝析現象及應用
化學課本裡總是籠統的指出,當膠體溶液加入電解質,便會產生凝析的現象;但從實際在日常生活中的例子,發現並非所有電解質皆會使膠體溶液產生凝析現象。我們嘗試找出那些因素在影響膠體溶液的凝析作用,並分析造成膠體溶液凝析現象的成因,同時進一步利用膠體溶液的特殊性來發展可能的應用。研究結果發現,膠體溶液中溶質的種類影響凝析的與否;牛奶及豆漿中所含蛋白質類的膠體在水溶液中帶有負電荷,其凝析現象環境的pH 值有關。但在不同鹽類溶液中,蛋白質膠體的凝析現象有所不同,可能因為蛋白質具複雜的四級結構,許多反應無法以單一的因素歸納分析解釋。澱粉類膠體本身不帶電,但Ca(OH)2、Ba(OH)2、SO42- 會使澱粉發生凝析。而墨汁膠體粒子的凝析則是對Na+離子有特異性。氫氧化鐵及氫氧化鋁為無機膠體溶液,實驗結果符合課本中對膠體溶液性質的描述。本研究也進一步利用膠體溶液的特性來發展其可能的應用;即利用氫氧化鐵膠體粒子吸附正電荷之特性,來吸附重金屬離子,再利用將濾紙層析法濾去重金屬離子,故在稀薄、無法產生沉澱的情況下,以濾紙層析應是為一種分離重金屬離子的好方法。最後,膠體溶液因成分不同,本身結構與化學性質也不同,因此對不同的試劑便會有不同的反應結果,所以對於膠體溶液是不能以一種理論概括所有的凝析現象。
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壓出一片天空 ─ Arithmetic壓縮演算法實作
Arithmetic 乃由 P.Elias所提出的壓縮理論,雖然其「理論壓縮率」頗高,但因所需之記憶體過多、速度太慢(因需大量計算),故難在早期電腦上實現,近期個人電腦速度大為提高,且記憶體尚稱足夠,但 ZIP 壓縮法和其他壓縮法(如 LZW , LZSS , ARJ 等)已提供不錯的壓縮率和多樣的功能,故鮮有 Arithmetic 壓縮法之綜跡 …… 偶在一書上見到此壓縮之理論,驚於其高壓縮之率與特殊的壓縮方法,故興「實作一番」之念,以解其「冰封」之憾 ……
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為什麼味道鮮美的臭豆腐,聞起來那麼臭?
1. 臭豆腐並不是腐敗了的豆腐,應該說臭豆腐是豆腐的特製品,因此臭豆腐不僅可以吃,其味道還頂鮮美! 2. 臭豆腐雖然是從豆腐製造出來的,但其成份已與豆腐的成份不同。臭豆腐的製法是先由大豆經加工做出含水量較少的豆腐,然後種入特定的?菌使其發酵。如此使原來的蛋白質分解成含有硫的胺基酸,因此豆腐的重要成份是蛋白質,而臭豆腐的重要成份是蛋白質經?菌分解後的胺基酸(因為胺基酸是構成蛋白質的基本單位)。 3. 臭豆腐是豆腐中的蛋白質經?菌發酵後所產生的胺基酸,因蛋白質是以胺基酸為基本單位所組成的高分子物質,而胺基酸是由碳、氫、氧、氮及硫等原子所組成的化合物。蛋白質經?菌分解所產生的含硫胺基酸會再進一步分解產生少量的硫化氫氣體,因而臭豆腐聞起來會有一股很像臭蛋那樣的刺鼻臭味。有人說臭豆腐越臭,味道越鮮美,這表示有臭味的硫化氫的量越多,豆腐中的蛋白質分解得越多,因此臭豆腐中就含有較多量味美的胺基酸。許多種的胺基酸都具有鮮美的味道,例如所謂的「味素」也是蛋白質經發酵成為胺基酸的產物。
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探討溶質、溫度、濃度對於液體表面張力之影響
凡作用於液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力( liquid surface tension ),因液面上部蒸氣或空氣分子不如液體內之分子密,故內部分子力(inter molecular force ) 較大,使分子有走向液體內部的趨勢,因此液體表面常生面積縮小之張力。表面張力之測量,應在受檢液體與其自身所蒸發之蒸氣達到平衡狀態時,但Renard Ferguson 等氏之研究發視:受檢液體若為水或水溶液時,實驗誤差為0.2 % 左右,可忽略之。液體表面張力以dyne/cm、erg/cm2,兩單位表示,亦即顯示液體單位表面積所具有之能量,影響此值之因素以溫度,溶質為重要,但溶質涉及濃度,吾人一併列入研究範圍,由研究的結論得到溫度升高表面張力降低,又分子量大者,表面張力下降顯著,部分溶質能增加表面張力,經分析發現溶質的加入與陰、陽離子有關。
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界面活性劑對硫奈米微粒形成機制的影響
硫代硫酸鈉在鹽酸中會產生自身氧化還原反應。溶液維持一段時間的澄清透明,突然快速析出硫微粒而顯得白色混濁,同時顯現廷得耳效應。溶液維持勻相的時間稱為延遲時間,其長短隨起始物濃度與溫度而異。在反應溶液中添加界面活性劑可有效增長延遲時間。以UV-Vis光譜儀分析反應溶液的吸收度變化,界面活性劑的濃度夠高時,延遲時間的倒數與添加界面活性劑濃度的倒數成簡單正比關係。此速率定律式符合界面活性劑與硫核微粒結合形成保護核的機制。陽離子性的界面活性劑如CTAB,明顯地較陰離子或中性界面活性劑有較佳的保護效果。IR及X光繞射光譜分析顯示CTAB與硫微粒有共沉澱的現象。The thiosulfate ions undergo disproportionation in hydrochloric acid to form sulfur. The reaction solutions remain clear first, followed with sudden formation of discrete particles that are observed by the appearance of Tyndall beam. The induction periods vary upon the initial concentration of the reactants and temperature. Addition of surfactant to the reaction solutions significantly prolongs the induction period, indicating the association of surfactant molecules with the nuclei of sulfur particles can hinder the aggregation of sulfur particle-nuclei. The UV-visible spectrophotometric measurements for the formation of sulfur particles in the presence of various surfactants show that the reciprocal values of induction period are proportional to the reciprocal of surfactant concentrations. Such a rate law is elucidated by an associative pre-equilibrium mechanism. The surfactant molecules appear to effectively protect the nuclei of sulfur particles from aggregation. The cationic surfactant such as CTAB demonstrates better "protection" ability than do the anionic or neutral surfactants. The IR and X-ray diffraction analysis indicate that CTAB can result in co-precipitation with sulfur, also supporting the suggested mechanism.
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