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國中組

酸鹼中和反應中和點之研究

國中化學第三冊十八章第一節介紹酸鹼中和滴定,以已知濃度之酸(或鹼)來測定未知濃度之鹼(或酸),但要測定正確之中和點平是件容易之事,只是靠著指示劑遠不能正確的測出中和點,於是利用課餘及寒假的時間邀約志趣相投的同學在任課老師的指導下,加以研究尋找出如何測定中和點比較正確之其他方法,經過了兩個多月的悉心研究、探討,終於找出了兩種方法,它們一一為(1)利用反應熱測定中和點。(2)利用電導度測定中和點。

「鹽」來不一樣――碳酸鹽與鹽酸反應特性之研究

本研究主要是釐清碳酸鹽類與鹽酸反應後的吸放熱現象。以實驗室常見的三種藥品碳酸鈣、碳酸鈉和碳酸氫鈉做為探討對象,並自製暗箱,結合感測器測量反應後的二氧化碳、濕度和水溫,經過反覆實驗後,發現(一)異相和均相反應的結果不完全相同,吸放熱與物質狀態有關,特別是碳酸氫鈉,不宜簡化成“酸+鹼必放熱”的論述。(二)異相反應時,碳酸鈣和碳酸氫鈉有粉塵效應,但碳酸鈉的粉塵效應不明顯。(三)比較溼度與二氧化碳的變化曲線,可說明碳酸鹽與鹽酸反應產生的水主要是以液態為主,可以清楚輔助說明化學反應式的狀態。 綜上所述,本研究自製的觀測器,不僅可以即時監測化學變化,還可驗證物質的基本反應熱和狀態的特性。

養豬廢水污染終結者—功能藍菌

本實驗利用頓頂節螺藍菌(學名Arthrospira platensis)來分解或吸收養豬廢水中的有機物質及代謝剩餘物,將藍菌漸進式馴化,以「人擇」提升其對污水的耐受度,並使用未滅菌之「原廢水」來飼養,且不添加任何營養鹽。以此藍菌分解濃度20%的原廢水,進行水質檢測及菌種濃度監測。結果於第3天達到環保署豬廢水的排放標準:化學需氧量<600,懸浮固體<150,有效的分解硝酸鹽、磷酸鹽及銨根等污染物質、去除臭味。所生產的頓頂節螺藍菌(俗稱螺旋藻)還可用於養豬飼料中,以期提升肉豬的品質及免疫力。已有養豬戶在50噸的大型藍菌池中測試本實驗結果,去污效果良好且可回收藍菌做為飼料。此成本低廉且有經濟效益的廢水處理法,適用於中、小型養豬戶來處理豬廢水以降低污染源。

TheColors-光與顏色的關係與其在噴墨印表機上的應用

在國中理化中提到,紅、藍、綠三原色光,吸收、混合後可以合成其他顏色的光。但實際上,單波長光的顏色;以及課本實驗中,藍光照在綠色片上所呈現的顏色偏差(藍綠色,非黑色),便無法以此理論解釋。因此本研究計畫藉由 SP20 分光光度計能在可見光範圍偵測樣品對各波長光線吸收度的功能。捨棄光的三原色過於簡化的說法,以實際測量各有色樣品(濾光片、化學藥品、噴墨印表機墨水、實際列印投影片)所得吸收度曲線圖,重新解釋顏色的呈現。了解顏色是人類對光的感覺,而不是光本身的性質。並在完成對彩色噴墨列印樣品吸收度的基本測試後,設計以印表機、軟體、墨水顏色、濃度深淺為變因、交互搭配的 334組實驗,比較印出成品的最大吸收度比例與原先在電腦中設定顏色濃淡比例的偏差值,找出最能真實列印出顏色濃淡的組合,實驗結果顯示:印表機方面:HP 670C、Epson Photo EX表現最佳。軟體方面:CorelDRAW,Photoshop,Photoimpact 表現平分秋色。

Pitaya的異想世界-火龍果莖多醣體之應用

『懂環保、愛地球』已經成為現代社會的潮流,報紙又出現農委會收購產量過剩的蔬果,將盛產的蔬菜廢耕當成綠肥,但實際上綠肥的效益卻很低,透過檢測蔬果與農作廢棄物中是否含有多醣體?找出新的應用設計這個實驗。研究結果發現:蔬果含無色、透明的多醣體,如紅山藥、火龍果莖、米糠等。利用多醣體的條件可以應用在我們的萃取實驗上,依照分子量大小不同來析出,為了減少我們在萃取多醣體時的成本,將探討多醣體用酒精沉澱的最低濃度,而且分子量和此實驗也有關係;還可進一步用吸水力比較實驗觀察到火龍果莖多醣體的吸水力大於蘆薈多醣體。最後將多醣體粉末回溶應用在切花保鮮、植物保護、人體皮膚保溼實驗,發現火龍果莖多醣體在皮膚保溼有顯著效果,火龍果莖是含多醣體最具應用潛力的材料,期許能廢物變黃金,創造經濟效益。

撞球台上的黑盒子

由於受到學習經驗的影響,我們理解可利用鏡像作圖,找出撞球台上從某一點「繞球台」撞至另一點的第一碰撞點位置。但面對真實撞擊時,就會覺得當判定用的線段落至球台外部時,會使得撞擊方向的確定更為困難。我們希望找出可將所有判定因素拉回球台上考慮的方法,以提高理論的應用性。 我們針對以「對邊連續碰撞」與「繞球台」兩種方式,撞擊母球至另一指定位置的撞擊方向進行討論,從少顆星探討到多顆星,從「對邊連續碰撞」探討到「依序繞球台」再到「非依序繞球台」,透過不斷試驗、推證與修訂,確立了「對邊連續碰撞」的簡易撞擊方向判定法,並證得以「黑盒子中心」找出判定「繞球台」撞擊方向的理論。依據推得的理論作圖,可得出P點繞球台n顆星撞至Q點的初始撞擊方向,若依此方向將P點撞出,則點P必能撞至點Q位置。

地球親善大使之隔熱杯套篇

環保隔熱杯套的製作需考量質量輕、隔熱效果好、不添加乾強劑及抗菌劑、破裂強度佳、生物易分解的材料,搭配地方特產,故選用廢棄的茭白筍殼製成的紙塗抹隔熱膠製作出紙漿用量少的杯套。隔熱膠方面,用水性白膠添加四種(咖啡粉、中空粉、活性碳及棉中空碳纖維)熱傳導差且有孔隙的粉末。研究發現,sil-32中空粉有最好的隔熱效果;比較sil-32中空粉的濃度變化,歸納出sil-32中空粉濃度越高有越好的隔熱效果。sil-32中空粉再利用隔熱紙張厚度變化對熱罐表面溫度作圖,發現含有適當甲殼素的隔熱紙張越厚時則隔熱效果越好。因為我們發現sil-32中空粉比其他隔熱粉末效果好,所以決定做中空粉不同體積大小的比較,最後發現D46中空粉的隔熱效果最好。

變色球遊戲的探討

本研究是根據遊戲規則找出三色球的相關性質。利用此相關性質,分析所有情況的差異,討論是否有解,並找出最少的操作次數。我們先從基本的三色球開始研究,接著轉換成較為複雜的四色球,最後利用三、四色球之間的關連性分析出n色球的研究,完成之後,寫出研究的結論。

黑擬蛺蝶的生活紀錄

生物為適應環境求取生存,從親代遺傳許多形態、本能;黑擬蛺蝶(Precis iphita iphita)的生活史就是個很好的例子,雖然文獻報告對黑擬蛺蝶的形態與行為描述不多,但藉由野外長期實地觀察,可明顯區分環境、氣候產生變化時,黑擬蛺蝶不同蟲期的蟲體都有許多外在行為的改變,本研究旨在描述黑擬蛺蝶各種不同的行為與當時環境的狀態,並將實際觀察所得詳實記載供參考。

異色芒草株-五節芒(Miscanthus floridulus)變色機制之研究

禾本科是台灣常見的野生植物,經觀察發現此科植物普遍有變色現象,其中以五節芒(Miscanthus floridulus) 的變色現象比例最高也最頻繁。本研究主要針對五節芒各部分出現的不規則紅色現象進行分析,探討其成分、推測原因並瞭解此現象對植物本身的生長影響。結果顯示,此現象分佈在五節芒的各個部位,變色成因與土質、土壤酸鹼度並無關聯,而是與水分含量有一定相關性,且針對化學分析後,證實此變色現象是單寧酸所致。從實驗結果推測,五節芒的變色現象可能是在植株遭受破壞後,為應對被傷口吸引而來的植食性動物所產生的防禦機制。