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國中組

色彩變變變--自製重金屬檢測試紙及檢測流程研究

重金屬離子具高毒性,是水汙染的檢測重點。一般檢測單位常以昂貴儀器進行測定,未配備貴重儀器的實驗室則常藉重金屬陽離子與某些陰離子生成沉澱反應或重金屬陽離子與某些錯合劑生成錯離子反應的方式來測定,但這些化學分析方法操作步驟繁複困難且均須於實驗室中進行。本研究基本上以重金屬陽離子生成有色的沉澱反應及有色的錯離子形成反應為基礎,研發出檢測試紙。利用重金屬檢測試紙的顯色,簡單快速地分析出水溶液中的重金屬離子種類,成為可攜帶、可在實驗室外操作特性的重金屬定性試紙。本研究並依據實驗結果,歸納出Fe3+、Cu2+、Ni2+、Ag+、Mn2+、Hg2+、Co2+等七種重金屬離子的檢測流程,並可利用多種檢測試紙來測試同一種重金屬離子,更提昇了鑑別的準確度。

氧化銅與稀硫酸(稀鹽酸、稀硝酸)反應製造硫酸銅晶體及一些引發的研究

金屬氧化物溶於稀硫酸是金屬硫酸鹽的一種標準製法,也是廣義的酸鹹中和觀念。化學課本第三冊實驗18- 2 舉氧化銅與稀硫酸作用製得硫酸銅飽和溶液後趁熱過濾,置室溫下降低此飽和溶液溫度,得硫酸銅晶體。遺憾者為此實驗並未示知稀硫酸之濃度及體積,以致於在操作過程中常不易製得飽和溶液(Saturated Solution )置室溫冷卻幾星期亦無晶體生成(見照片)。且稍一不慎,硫酸濃度太高,一下子製成不穩定的過飽和溶液( Supersaturated Solution )稍一搖動即刻產生細小晶體,無法製得美麗的三斜晶。對此,令我們感到異常困 惑與懷疑,因而謂示老師,老師說:「懷疑與困惑是踏入科學的試金石」,並以胡適的「大膽假設,小心求證」名言來勉厲我們。為了探討得到三斜晶體適當的稀硫酸 濃度界限,我們幾個人開始著手研究並進行推衍實驗。

魚也可以很聰明—探討孔雀魚的學習能力

以多種方法確定孔雀魚能夠形成記憶,並利用學習能力來跟魚玩遊戲。本實驗判定學習\r 能力的好壞,是以新記憶形成所需的時間,和記憶維持天數作為依據。實驗結果發現,確定\r 孔雀魚擁有為時數天的記憶能力,且訓練到達一定的次數孔雀魚就能學會新技能。形成記憶\r 的時間因魚齡而有差別,年齡越小的魚形成記憶所需的次數越少,且記憶維持時間較長。而\r 性別不同,學習能力也不盡相同。對於不同種類的刺激,形成記憶所需的次數和記憶維持的\r 時間也不完全相同。最後利用魚的學習能力,改變牠們的生存本能,使魚看到原來會害怕的\r 網子反而會衝進去,並用此學習能力和孔雀魚玩遊戲。適當地和孔雀魚互動,會使飼養者更\r 有想照顧牠的心,不會有不想養、送人和野放的念頭。或許這種互動運用在其他外來種身上,\r 可以減少其被棄養的機率,直接保護臺灣的自然生態,而孔雀魚也因適當的運動,顯得更加\r 健康有活力,改變大眾對觀賞魚的普遍看法,觀賞魚也可以這樣玩,觀賞魚也可以很聰明!

刑案現場大發現-那是血嗎?

目前警察機關採用酚酞法檢驗有無血跡存在的可能性,我們希望研發新的試劑取代酚酞以增加靈敏度、提高鑑識度。研發實驗分為四個階段:一、 定性階段:實驗何種指示劑可取代酚酞法,檢驗有無血跡存在的可能性。二、 定量階段:實驗新試劑與雙氧水之最適比例以及新試劑與血液樣品之反應速率比較。三、 反應機構推論階段:由實驗推論可能的反應機構並由新試劑之結構探討可能的反應機構。四、 靈敏度比較階段:實驗亞甲藍法與酚酞法在不同濃度樣品的比較。實驗結果顯示,我們已成功地找到新的試劑(亞甲藍)能夠取代酚酞。亞甲藍除了較容易配製、顏色不易與血液混淆,且在檢驗有無血跡時,其靈敏度亦較酚酞法高,以上優點證實此新試劑亦可用於初步血液檢驗。

去 污 了 嗎––淺談清潔劑的乳化效果

我們從市場調查著手, 挑選出不同種類、不同用途的各種清潔劑, 再研究過清潔劑的演進與去污原理後, 找資料並共同討論可以比較出清潔劑乳化效果的三種方式,這三種方式分別是:( 一)油水分層高度測量法:在固定水量、油量、清潔劑量和攪拌方式的條件下, 剩餘油層愈低的清潔劑表示乳化效果愈佳。( 二)導電度分析法:清潔劑溶液內的離子愈多導電度愈佳, 乳化後則導電度下降, 因此我們藉由導電度的比較與分析, 判斷清潔劑乳化效果的好壞。( 三)顯微鏡觀察法:透過複式及解剖顯微鏡我們發現, 清潔劑的乳液粒徑會隨著靜置時間的增加而加大, 並且我們將它與導電度比較的結果發現: 粒徑增大, 導電度增加, 去污及乳化的效果也就降低了。最後我們針對不同的清潔劑,提出最經濟有效的使用量及使用方法,希望能對環境保護盡一份心力。

你刷了沒--牙菌斑的指示劑

牙菌斑附著於牙齒表面,面積小不易被發現。只有牙菌斑指示劑能顯示出牙菌斑,可用於評估刷牙的效果,但一般只有在牙科診所使用,且價格不便宜,找到經濟實惠和簡易的物質,並且具有牙菌斑指示劑的功能,格外具有重要性。在此研究中,我們嘗試用紅色火龍果的汁液,作為牙菌斑指示劑,在家進行自我口腔牙菌斑的檢測,來減少齲齒發生。 我們採樣檢測人體牙菌斑的六種變化,利用紅色火龍果內含大量花青素的成份,在pH 8時呈現紫色鹼性染料,來做為牙菌斑指示劑。 紅色火龍果的汁液,可用來辨視牙齒上的牙菌斑染色效果,在堆積量及菌量數,是有明顯的差異,也印證除牙菌斑指示劑外,可利用生活中的食物來應用。

恆定性與呼吸作用

"生物上冊第七章恒定性,談到血液中血糖的濃度,通常都維持在一定範圍以內,過高或過低都會引起疾病。其他,如生物體內水分的調節、定溫動物體溫的調節等,都是生物體內維持恒定性的一些現象。 乾燥的種子含水量很低,細胞幾乎停止活動,呼吸作用相常微弱。但是一旦吸收足夠的水分,就開始活動,呼吸作用變得十分旺盛;酵母體分泌各種酵素,以營自己之生活及擭得生理作用之資源,酵母體內各酵素間保持平衡,可順利營分解與合成作用,保待其活性;普遍存在於土壤中的根瘤菌,它在土讓中由於受到植物根部所分泌之物質的吸引會集中於根部附近,然後由根毛的傷口處進入而形成根瘤,從此便與植物體共生在一起,彼此互相照應。 是否可以透過生物體某些恒定性的特質,配合平衡環境之一些現象加以適當的組配,觀察到底生物以及構成生物體的細胞、組織或器官,在不同的環境下,將會有什麼樣的工作表現,以接受環境的考驗,激起了探討其奧秘的動機來。"

驚爆摩天輪

本文藉由動手操作撲克牌遊戲--時鐘接龍的無數經驗中,發現到遊戲中獲勝與失敗的充分必要條件在於四張K的翻出(與開始牌堆的牌數變化量有關)。接著簡化遊戲的牌堆數,發現到計算遊戲牌組所有情形的方法。並將原先時鐘面式的翻牌流程轉換為直線型位置流程圖,進而推算出遊戲結束剩餘n張牌的機率與期望值。最終推廣至不固定張數之牌堆討論。我們也驗證了在時鐘接龍中,我們所猜測的控制固定13張牌與12張牌便能獲勝的方法,並論證出要獲勝遊戲的特殊固定張數至少要12張牌。最後我們並說明了Kunth所發現的獲勝的充分必要條件為外圈12張底牌構成13點樹的情形。

食鹽結晶的X 檔案

在製作食鹽結晶的過程中,我們發現到每一個大的食鹽晶體,中間都會有一道X 形的溝槽,為什麼會有如此奇特的現象呢?引起我們極大的興趣,於是我們前去請教老師,展開了發現之旅。 一. 記錄飽和食鹽水在各種不同條件下形成結晶的圖形 用培養皿的裝的食鹽水,不論是粗鹽,精鹽,也不管是用蒸餾水或自來水去泡,都有X 出現,其中的差別在於結晶周圍的白色比例多寡不同。 二. 加入不同物質,記錄各種結晶的形狀 加入海水中常見的鹽類,探討對食鹽結晶的影響。氯化鎂加入之後,結晶的X 溝槽偏離中心,這與氯化鈣非常類似,可見氯化鈣與氯化鎂一定有一個共通的性質會影響食鹽結晶的X 形狀。進一步推論, 氯化鈣是乾燥劑的原料,有很強的吸水性,氯化鎂也是,所以培養皿中,總是留有少許的水分,放了兩三個月還是濕濕的。是不是吸水性會改變水的某些性質,如表面張力等因素呢 ?於是針對表面張力的因素,再做進一步討論。 三. 找出食鹽水的表面張力結晶形狀的關係 在食鹽水中加了酒精,丙酮會降低表面張力。降低表面張力之後,X 的溝槽較不明顯了。要了解表面張力作用的情形,才能解開X 之謎,於是直接觀察水滴在不同大小的食鹽結晶周圍所形成的水膜,由水膜的結果發現,結晶太薄,表面張力不明顯,不會有X,結晶太大,表面張力到達極限,X 就終止。接著再量X 中心點的凹陷情形,發現表面張力越大,凹陷越深。 四.控制變因找出食鹽X 檔案 在密閉塑膠盒中裝入乾燥的氯化鎂,可控制水的蒸發速率,蒸發速率較慢時,食鹽分子有充裕的時間到正確的位置形成完美的結晶。較深的水,壓力較大,食鹽周圍不易形成水膜,所以X 就無法繼續長大了。綜合以上結果,食鹽結晶的過程,先在底部長出正方形的薄片,隨著厚度的增加,表面形成凸起的水膜,水膜與正方體上方接觸的四個邊,因為深度最小,最易形成結晶,所以結晶會由四個邊往上長,形成中央陷落的X 形狀。當結晶夠大時,水膜的大小相對於結晶就顯得微小,所以X 不再長大,循正常的方式繼續結晶下去。

鳳梨酵素研究

從生物實驗中我們得知:浸豆子的水和人的睡液中含有酵素,鄭同學問老師,還有什麼東西含有酵素?老師告訴大家很多食物中,像鳳梨、木瓜等都含有酵素,林同學又問:踝木上提到溫度,酸鹼性和酵素活動有關,到底有什麼關係?這個問題引起班上同學熱烈討論……於是大家決定請老師指導一起來研究「鳳梨酵素」。