全國中小學科展

化學科

油有點顏色

找沒用過的指示劑試測沒檢測過的東西。從教室取得氨水和一點點的鹽酸,一滴滴稀釋一次次測廣用試紙的色樣,調出pH 0-14的標準水溶液的配方。建立每日檢測穩定模式,獲校園內年度最佳新指示劑,豔紫荊、紅鳳仙花、繁星花。拍試管內色樣製成秋冬酸鹼色階表。進而參考第46屆全國中小學科學展覽作品,改良不晾乾試紙,應用新發現濕試紙的靈敏性,改雙頭棉棒成濕試棒,用於檢測器材的變因,縮短實驗時間,突破「花青素並不是水溶性」《蔡尚恬、蔡振章 (民93.09) 楓葉變紅了--- 天然色素的顏色化學 科學發展,頁56》藉由濕試紙和劃開後的護貝膠片2*4cm,加持花青素與油脂反應的可能性,我們發現等水光、油光稍退判讀試紙,實驗加熱、炸油在指示紙上顏色有酸性反應。

魔”髮”公主頭氧2 -過氧化氫對頭髮脫色與染髮效果與影響

[濃度] H2O2隨濃度越高,頭髮褪色越快,表面殘留越多,張力越小;雙氧乳對頭髮的影響比雙氧水大,推測是乳狀易附著在頭髮上反應。 [時間] 1、染髮時間越短,表面殘留H2O2越多。 2、頭髮放置時間越短,H2O2表面殘留越多,六小時後會開始減少。 [酸鹼值] 中性到鹼性的環境讓雙氧水較完整反應,使H2O2表面殘留減少。 [實驗應用與推論] 1、利用濃度檢測計找出H2O2表面殘留越多時,Arduino讀數越大,其線性方程式為y = 3.0306x - 144.33 2、實驗發現較佳染髮環境是使用6%的雙氧乳,染髮過程在半小時至一個小時之間,調整染劑在中偏鹼。而染髮後在六小時內先清洗,會使得H2O2表面殘留較小且有一定的染髮效果。

二氧化碳氣體分子穿透速率變化之研究

閱讀文獻後發現,二氧化碳因其直線型分子的物理性質,可以穿透大部分的有機物質。因此我們設計裝置進行長時間的濃度變化檢測,數百次的實驗後發現除了PVDC保鮮膜與鋁箔亮面外,其他七種隔離物質均能讓二氧化碳穿透,所有的濃度變化速率都有先上升後下降的現象,達到最大值之前的速率變化可以由二次函數來描述(r=at2+bt+c),且每種隔離物質均有不同的起始速率、最大速率。我們發現每種隔離物質的起始穿透速率越大,則最大速率越大,速率變化量也越大,且達到最大速率的時間越短。而隔離物質厚度越厚,或是表面積越小,則最大速率越小;裝置倒置、保鮮膜上加水或加二氧化碳水溶液也都能影響穿透速率以及達到最大速率的時間。

「銀」光閃閃—魯米諾發光與奈米金屬增強效應

本實驗探討luminol(又稱魯米諾、發光胺)- H2O2- K3[Fe(CN)6]化學冷光系統在不同氧化劑(H2O2)濃度、催化劑(K3[Fe(CN)6])濃度、pH值和溫度下,對luminol發光現象的影響,並加入奈米金屬(奈米銀、奈米銅、奈米氧化鐵)探討其在反應中扮演何種角色。我們以自製螢光偵測裝置蒐集數據,發現奈米金屬可作為此發光系統的催化助劑(catalytic promoter),並進一步探討最佳濃度和溫度條件,其中奈米銀展現最佳的增強效果,同時討論奈米金屬增強發光的機制。

礁溪蕹菜裡的祕密

礁溪蕹菜(空心菜)裡面有什麼?裡面是真空嗎?還是有氣體呢?如果裡面有氣體,會是什麼樣的氣體呢?與空氣的成分一樣嗎?如果不同?那與空氣的成分組成比例有差異嗎? 氧氣及二氧化碳是植物生存的重要氣體,植物行光合作用時需要二氧化碳、葉綠素及光產生氧氣,植物行呼吸作用時則是吸入氧氣吐出二氧化碳。如果空心菜裡有氣體,這兩種氣體的含量會是多少呢? 我們用大理石與鹽酸來產生二氧化碳,再將二氧化碳與空氣混合成不同的比例,利用二氧化碳與澄清石灰水會產生白色混濁的現象,再利用透光率的不同,去比較估算礁溪空心菜裡面的氣體所含二氧化碳的含量。我們也利用鋼絲絨生鏽時所耗掉的氧氣量來與空氣做比對,估算空心菜中的氧氣含量是多少。

造氧神氣

國二上學期進行雙氧水分解製造氧氣時,有些組別經常發生吸濾瓶內壓過大,反應液體上升至薊頭漏斗頂端,同時會有噴出來的危險景象,而重金屬錳若處理不當則會造成嚴重的環境汙染,因此我們想改良實驗裝置和使用的藥品,使實驗變得更安全又環保。我們改用氯化亞鐵為催化劑,當加入2.50毫升的雙氧水後,只需4.0秒即可收集260毫升的氧氣,其反應速率較二氧化錳的反應速率增加了7.6倍。而使用針筒結合三向閥的方式能避免混和液體噴出的情況,因此改良後的實驗確實可以取代現有國中課程中的裝置,讓實驗變得環保與安全。實驗裝置改良後測試不同濃度雙氧水的分解速率,不同濃度雙氧水與其分解速率關係圖中的趨勢線段呈斜直線,即分解速率和濃度成正比關係。

告別眼睛酸痛-比色法的探討

本研究是分別以傳統的比色法及以手機應用程式,互相比較其差異,並以分光光度計檢測RGB,來檢視兩者當中是否有一定的關聯。研究中我們有分別嘗試不同的方法以改良實驗,使實驗否更加環保或是讓實驗數值更穩定等,並繪製出檢量線使實驗更加精準。藉此探究各種方法當中,何種方法能使比色法這個更加簡單上手,以其能否對環境更加友善。

碳為觀止-回收式生物炭吸附光解膠囊

將廢棄物轉質為吸附材是當今趨勢。本研究建立具再現性之碳化程序,將花生菱殼、雞骨龍蝦等製成生物炭,並建立吸附SOP來探討最佳處理參數,最後將其製成回收式生物炭球。 實驗發現動物炭因為含有高比例無機物(97%),可經由酸洗提升生物炭的等重吸附率,雞骨炭因無機物分布位置特殊而具有發展潛力(超越市售活性炭)。整體而言,酸洗能有效提升生物炭吸附亞甲藍(99%)、動物炭吸附甲基橙(39%)能力(活性炭吸附亞甲藍70%、甲基橙2%),生物炭還能夠吸附鈷離子。 實驗以雞骨炭/海藻酸鈉=5來製作炭球,符合材料經濟最大,且吸附效果良好。最後也將自製光觸媒分散至炭球表面,使觸媒炭球吸附染料後能照射陽光再生,重複使用

「藻」到「白」頭~綠藻(礁膜)褪白探究

在校訂課程清洗「遛海菜(礁膜)」時,耆老說沾染到露水的礁膜會變白,因這句話展開這次的研究。 我們探討不同來源水、日照、紫外線燈照、溫度、脫水時間等變因,再利用手機光譜儀與ImageJ軟體分析,得到以下結論: 一、浸泡過海水的葉綠素萃取液優於其它來源的水,其餘各來源水的差距不大,所有淡水接觸皆易造成礁膜褪白,並非僅有露水。 二、日照會影響礁膜褪白,紫外線對褪白的影響勝於日照;此外,以碘液檢測澱粉反應亦可是檢測指標。 三、氣溫對於礁膜褪白並無影響。 四、以海水清洗,脫水時間對於礁膜褪白無明顯影響;但以自來水清洗,脫水能明顯改善礁膜褪白。 五、澎湖日常清洗礁膜的方法,以海水清洗時,礁膜較不易褪白,優於自來水。

當牛糞銅在一起

本實驗以畜牧業廢物牛糞做為吸附重金屬之材料,並以常見之重金屬銅作為吸附對象。在研究中顯示以氫氧化鈉為處理液純化牛糞纖維效果佳,且能有效提升牛糞吸附重金屬效果,在研究中發現每克經過鹼處理之牛糞對銅離子之吸附量高達1805.3毫克,並能夠將1000ppm 50mL之銅離子溶液中的銅離子幾近完全吸附,吸附率高達99%。此研究結果除大幅減少過去處理牛糞的耗時,並有效提升其吸附效果,使其更具移除重金屬之價值,且能有效減少重金屬汙染及畜牧業廢物汙染的情形。