全國中小學科展

高中組

探討葡萄糖氧化吸光度之化學動力學研究

本次實驗結合了高中的氧化還原及反應速率兩個章節,選擇在不同濃度以分光光度計測量較準確的吸光度,並且以過錳酸鉀滴定葡萄糖,求葡萄糖氧化過程中的準確級數。在實驗過程中,我們分別以濃度、溫度、催化劑為操縱變因,探討其對葡萄糖氧化還原速率的影響。 我們利用不同濃度下所測得的實驗數據來求出準確的反應速率定律式;並求出了在不同溫度下的反應速率常數。而本次實驗著重於溫度及催化劑的部分,我們選用了兩種不同的催化劑,分別為氯金酸及二氧化鈦,由於氯金酸的價格較昂貴,因此我們希望能找出氯金酸加二氧化鈦之間的最佳比例以節省金錢達到最佳的催化效果。由於本次的實驗,使我們對葡萄糖氧化還原之化學動力學有更深入的了解。

平衡因素之模擬與平衡定律式

於高中化學討綸液體蒸氣壓時,分子離開液面的速率,等於返回液面的速率時,是一種平衡狀態,化學反應的平衡,也是一種平衡伏態,但其平衡因素之決定及平衡定律式之關係,由課本所述的模型,我們無法十分真確的了解,環境、溫度、分子本身所擭致的動能,及低位能所具抽象平衡的觀念,如何會是決定平衡的因素。因此我們想設計一們其體而微,能模擬有關決定平衡因素的實驗,並做平衡定律式與濃度、分子間能量、溫度關係之研究探討。

爬上另一座Hill-光反應實驗的再探討

1939 年,University of Cambridge 的Robert Hill 發現葉綠體在光照下,可還原許多分子,例如 ferricyanide(FeCy) 和2,6-dichlorophenol-indophenol (DCPIP)等,我們稱為Hill reactions。 DCPIP (blue) + H2O + light + chlorophyll→ DCPIP-H2 (colorless) +1/2 O2 我們希望找出Hill 反應更好的實驗條件,以及探討與光反應相關的影響因素。

校園雜草的優勢種-黃鵪菜

消長,是一種隨時間改變的現象,所以可以在野外中看到不同消長階段的群集結構。根據消長的定義,一個區域的優勢種會隨時間而改變,最後形成顛峰群集,不過,我們並沒有在校園中看到這種情形,所以推測有自然因素或人為影響,而使消長重來,若是干擾太頻繁,就會一直停留在消長初期。而校園是一種人為干擾度極高的環境,在這樣的環境下,群集的組成就代表一種停留在消長早期的特性。黃鵪菜是在校園野草的優勢種,所以我們檢測它們種子產量、傳播力、萌發率、抑制作用、土壤喜好,以分析它在校園中佔優勢的原因,發現到黃鵪菜符合消長前期植物的特徵。

是「水」養的蚊子—水質對熱帶家蚊的影響

本實驗先將熱帶家蚊的一生分成三個時期(第一期:卵→一齡蟲、第二期:一齡蟲→成蚊、第三期:成蚊→產卵),以不同有機質濃度、pH 值的水質來探討水質的差異對這三個時期的熱帶家蚊生長之影響,進一步去估算在不同水質內熱帶家蚊的族群變化趨勢。再者我們以最初步的實驗結果:『最適合熱帶家蚊生長的水質條件』是在有機質濃度0.2g/100ml、pH=7 值的水質,分別加入硼酸、肥皂後,觀察是否會延遲熱帶家蚊的生長,甚至死亡。

模[檸][良]可,[競]電有[力]

本實驗以檸檬電池為出發點,首先比較不同電解液(檸檬汁、檸檬酸、鹽酸、磷酸)之電位大小,並導入能士特方程式(Nernst-equation)比較各電解液n值與理論n值的差異。接著探討控制不同變因對電池電位的影響,藉由上述之變因,求得其電流(I)、電位(V)及電阻(R)。進一步由電位(V)對電流(I)作圖,找出偏離線性關係的極化現象,並探討極化產生的因素。統整和分析上述之數據和原因,我們找出檸檬電池和模擬電池之各變因的最佳數值,並設計一組自製模擬電池。由上述實驗結果,我們發現電池的電位大小會隨電極種類、電極的距離、電解液的pH值、電解液的攪拌及溫度等因素而變。而n值亦會隨不同種類的電解液及溶液之[H+]濃度而變。 經由本篇報告的研究結果,可以提供一個新電池開發的方向。例如:(1)如何有效的提高電池的電位值 (2)改善電池電位的變因,進一步應用到日常生活用品中,如照明或是MP3播放器…等,是此研究最大的意義。

石梯坪珊瑚之初步研究

珊瑚,在一般人的印象中,可能只是擺飾在珠寶店內的裝飾品;由於牠具有堅硬的骨骼及固著生長的習性,使人誤以為是植物,軟珊瑚也常被錯認成海綿。事實上,珊瑚是一種動物,種類十分繁多。 一般人所說的“珊瑚”,通常是指牠的骨骼,這些骨骼是由居住在骨骼內的“珊瑚蟲”分祕碳酸鈣所形成的,經過了長時間的累積,便形成了各類小生物的棲息場所──珊瑚礁。隨著海岸地殼的變動,珊瑚礁也可能露出海面,造成海岸的特殊景觀。然而,並非每一種珊瑚都有造礁能力,且因種類的差異,造礁能力各有不同。一般說來,石珊瑚的造礁能力最佳,而軟珊瑚則因其分泌碳酸鈣的量極為有限,所以無怯造礁。 珊瑚的生長情況與環境有密切關係。臺灣東部沿海大多為岩岸地形,且有黑潮主流經過,頗適宜珊瑚生長。石梯坪海岸地勢平坦,每逢退潮之際,便露出廣大的海蝕平台。一般而言,珊瑚需生長於低潮線以下,我們因礙於技術及經驗限制,不能潛水考察,所幸石梯坪海蝕平台上分佈各形各式的潮池及海蝕溝,即使退潮後仍沒於海水面下,溝池內有各種珊瑚的分佈,種類頗富變化,且活動上沒有安全顯慮,值得一探究竟。於是我們決定選擇石梯坪潮間帶作為此次野外考察的場所。

球面檢驗規

圓弧及圓球之檢驗,雖可以利用投影比較儀及圓弧規量測,但若已圓弧規來量測,則僅屬比較性質,故其公差部分無法確實測得,因此,研究球面檢驗規,以求快速檢驗,並可適用於學校學生實習、技能檢定圓球之量測。

香椿抗氧化能力探討與研究

活性氧(reactive oxygen species)包括超氧陰離子自由基,羥自由基和過氧化氫,是人體代謝作用產生的自由基中具有高度活性者,而抗氧化劑能有效清除人體內產生的自由基。除了一般化學合成的抗氧化劑外,尋找具抗氧化性的天然食品逐漸為研究者所重視,香椿即是一例。本實驗即探討香椿葉萃取液清除活性氧自由基及減緩其所造成細胞傷害的能力。在 DPPH 清除實驗中可知香椿具有顯著的清除自由基的能力,在 15μg/ml的低濃度下即可達 88.8﹪之清除率。另一方面香椿清除超氧陰離子自由基的能力則須 200μg/ml 之濃度才達 78﹪之清除率。4μg/ml 的香椿可顯著減緩質體DNA 受到羥自由基之傷害。240μg/ml 的香椿可提高細胞在過氧化氫作用下之存活率,而香椿本身對於細胞不具毒殺性。整體而言,經本實驗初步證實,香椿葉萃取液是清除活性氧自由基的良好抗氧化劑。

溫暖化的地球

隨著工業革命的進步,經濟亦逐漸地放快腳步而發展,但在這其中對生態的破壞也是令人覺得不可思議。近年來「溫室效應」所帶來的嚴重破壞更是引起各界的注意。在台灣這塊小小的土地上,我們所能發現的災害並不十分明顯,由此我們不禁納悶,溫室效應中,那些我們看不見、摸不著的氣體真會有如此大的影響嗎?於是引起了我們對這個問題的興趣。