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化學科

『靈』牙『皓』齒-探討不同飲料對牙齒的影響

以pH 計測試常見飲料的酸鹼值發現:含乳飲料的pH 值介於 6.1~6.8; 茶類飲料的pH 值介於5.9~6.6;碳酸飲料的pH 值介於 2.4~3.7;果汁飲料的pH 值介於 2.7~4.8;醋類飲料的pH 值介於 2.9~3.7; 提神飲料的pH 值介於3.4~4.2,大都屬於酸性。 人牙的硬度約在莫氏硬度6~7左右硬度很高,但是堅固的牙齒卻怕酸蝕。碳酸飲料、果汁飲料、果醋飲料、運動飲料都屬於酸性飲料,對牙齒有明顯酸蝕作用,所以飲用要適量並用水漱口。 將不同種類的牙齒分別泡進醋酸溶液中進行耐酸比較。168小時後,減重率乳牙(-64.29%)>門牙(-12.09%)>犬齒(-10.17%)>臼齒(-6.62%),可見接觸面積的大小會影響酸蝕的速度外,不同類別的牙齒結構也會影響牙齒的耐酸作用。 牙膏的保護時效只有1~6小時,所以早、中、睌至少用牙膏刷三次牙,才能有效防蛀、防蝕。預防重於治療!所以,最好的保健方式就是少喝酸性飲料。

解上上鉛

在高中實驗課本中有[氯化鉛溶解度積]實驗,但不同課本所提供PbCl2的Ksp值有相當大差異,故本研究除了將課本中所述的三種實驗方法驗證過,另加入四種不同實驗方法,一併作比較。研究中的七種實驗方法分別為:由氯化鉛溶解量推求(溶解度法)、三種沉澱法(形成PbSO4、形成PbCO3、形成PbCrO4)、三種滴定法(莫爾法、間接柏哈法、法揚士法),由實驗數據顯示,除了溶解度法數據有較大差異,其餘六種實驗方法所求得數據相當接近,故我們由實驗證實PbCl2在25°C下的Ksp值為5.6x10-4 本研究也對所應用七種實驗方法的優缺點作一比較,又實驗過程中,溫度的改變會影響溶度積大小,因此實驗中我們改變數種不同溫度來測量氯化鉛溶度積,將所得數據一併作比較。

鹽橋的種類、濃度、溫度對電流的影響

在國中第三冊 14-3 的實驗裏,提到鹽橋的濃度為 0.1M ,且使用強電解質。我們知道強電解質是因其具有幾乎完全解離的特性,故一般皆用強, KNO,且在室溫下操作,難道各種濃度的強電解質不能使用嗎?其效果又是如何?因而請教老師,並進而尋求解答的實驗。

退燒—溫室效應之研究探討

本研究主要透過設計模型的模擬實驗進行溫室效應之探討。研究中設計能模擬實驗之模型,並制訂一套測溫實驗方式,以模型內受光照時的升溫情形,以及停止光照後的降溫情形,作為溫室效應之表徵。研究先探討一定空間內,氣體種類及二氧化碳濃度造成的溫室效應;接著比較模型內「地面高度」、「地表材質」及「天氣狀態」下的溫室效應情形;最後探討如何降低模型內的溫室效應。研究發現:1.各氣體的溫室效應表現不同,其中以二氧化碳的影響最大,而且濃度越高,溫室效應越明顯。2.溫室模型內在「地表高」、「石地」與「空氣對流」情形下,受光照後較不易降溫。3. 利用「消耗二氧化碳濃度」及「設計屏障遮蔽紅外線」兩項方式都能有效降低模型內的溫室效應。

順丁烯二酸轉換為反丁烯二酸之化學動力學研究

順丁烯二酸在強酸之催化下轉換為反丁烯二酸之反應過程中,若能測定出其單位時間之轉換率,便可從事該反應之化學動力學研究。由於我們發現鐵離子可使反丁烯二酸完全沈澱,但對順丁烯二酸則否,故引發我們對本研究之興趣。

百黏好合-動物性與植物性蛋白質製成蛋白膠水的探討

本研究探討由奶粉及黃豆製作合乎環保需求天然蛋白膠水的可行性。在奶粉或豆漿中加入食用醋,產生凝固物,經分離後,以小蘇打調整至中性,即生成牛奶酪蛋白膠水或植物性大豆球蛋白膠水。研究中以黏著物體能承載彈珠顆粒數(重量)的重力拉扯來評估其對不同材質的黏著力,並以接著物體浸泡酸鹼液體後的承載重力拉扯來評估其耐酸鹼特性。結果顯示:以室溫萃取蛋白膠水黏性最佳,黏著時間愈長,承載重量能力也愈高;測試黏於木板24小時後,可承載7~9公斤重;浸泡實驗中,亦可承受2.5公斤重以上,其黏著能力勝過工業使用之樹脂膠水。因此天然蛋白膠水的製備是可行的,它以常溫製作無毒性、合乎環保需求。若以過期奶粉來製作,更是資源再利用。

燃料電池的製作及研究

偶然在 NASA 的網站上,得知在太空梭上是以燃料電池作為供應電能的裝置,和課程中曾經提到有關燃料電池的內容,有許多互通之處,因此引起我們一探究竟的動機。燃料電池的特點是直接以一般燃料如氫氣、甲醇等為原料,將原本燃料燃燒所要釋放的化學能,不經過熱能的形式,直接轉換成電能。如此來,大人的減少能量在轉換過程中的損耗,而能有極佳的能量轉換效率,同時沒有下完全燃燒所帶來的污染,乾淨又環保,符合新時代的需求。現在除了太空梭之上的應用以外,先進國家更已發展出汽車用的燃料電池,以取代傳統的內燃機。燃料電池這樣先進的供應電能裝置,實在讓人想親眼目睹,不過很可惜,課本中對燃料電池只有大略敘述和簡圖說明,缺乏實際的照片讓人一睹為快。同時又因為取材不易造價太高、體積過大不易攜帶等原因,不但在日常生活中無緣一見,連在課堂上,老師也無法拿出一個燃料電池來展示,實在令人失望。於是興起製作一個簡易的燃料電池作為展示模型的想法,以說明其構造原理及功能,增加大家對燃料電池的認識。

「果」真如此「酵」果十足

一般人多將水果去皮後食用並丟棄,而傳統上含糖量多的水果也是釀酒的主要原料,因此我們嘗試將果皮等食物殘渣或廚餘加以利用,進行酒精發酵。 實驗中我們主要探討廚餘發酵時糖度與pH值的變化,以及將發酵液蒸餾製成酒精之可能性。從實驗得知果皮、果肉、白飯及麵包等在發酵過程中糖度及pH值有下降的趨勢。各種發酵液經蒸餾後所測得酒精度以麵包最高,達10%;白飯為6%;果肉、草莓為4%。而果皮發酵液蒸餾後的酒精度,則以鳯梨皮、西瓜皮及甘蔗皮酒精度為3%較高。若改變發酵溫度及酵母量可提高酒精度,鳳梨在35℃、3%酵母量時達15%;麵包則在25℃、1%酵母量時,達17%。我們發現雖蒸餾出酒精度僅在4~10%,若能二次蒸餾使酒精度達到75%,便可作為藥用酒精,或20%~40%可作為食用酒精,未來潛力無窮。

「滴水成石」--鐘乳石形成之研究

鑽石、寶石我不愛,我就酷愛鐘乳石。路過藝品店展售鐘乳石的櫥窗總是讓我凝視良久; 出門旅遊,只要聽說那裡有鐘乳石洞,我一定央求爸爸特別繞道前去瀏覽一番。細說緣起....該感謝屏東鄉下一位愛石成痴的林景文先生的啟蒙。那是小學六年級時第一次到墾丁旅遊的路上,蓬萊化石博物館的招牌吸引我們全家入內參觀,當時對林景文館長自水泥礦區搶下許多大大小小鐘乳石的過程,特別在我小小心靈烙下不可磨滅的印象,也種下日後我對鐘乳石情有獨鐘遠因。我的母校--萬華國中是一所歷史悠久的學校,校園中常有如成群覓食的斑鳩、在樹間跳躍的松鼠、隨風飄落的木棉花等令人驚豔的景觀出現。去年回母校參加校慶到視聽教室拜訪老師,在走廊上發現磨石子地板上隆起了一塊約40平公分大令腳底阻滯的突出物,我蹲下仔細瞧一瞧...發現它並非水泥,也和周圍地面的材質不同。它到底是什麼?又從那兒來的?正感納悶,一滴水突然從頭頂滴下來,抬頭一望; 哇!好漂亮的白色管狀物倒懸在天花板上。這是什麼東東呀?為何以前往返教室數十回從沒發現過?莫非它就是常聽老師提起的鐘乳石!鐘乳石為什麼會長在這裡?起我研究的興趣。也展開長達半年多無怨無悔的調查、實驗歲月。

察顏觀色有一套,酸鹼『光』看就知道

水溶液在廣用試劑檢驗下會呈現不同的顏色,根據顏色變化可判斷水溶液的酸鹼性質及強弱,但有時顏色相近不易比對,色盲或色弱的人甚至無法辨別色系。利用我們實驗出的廣用指示劑與待測溶液的比例檢驗,再配合自行研發的『光電池酸鹼計』,可將不同pH值水溶液所呈現的顏色予以量化,不僅可判別水溶液的色系來『快篩』水溶液的性質,亦可依水溶液顏色的深淺進而判斷其酸鹼性質的強弱。最後我們設計出【pH值-顏色-電流值】對照表,讓我們所設計的『光電池酸鹼計』在使用時更加方便。