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化學科

飲料黑白配「胃」何「藥」不得-飲品對於制酸劑藥效之影響

小時候因為藥苦,想用飲料蓋過,又聽說「藥苦可以配果汁」,但真的可以這麼做嗎?本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物,透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係;此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品,分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現:傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下,這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力!因此,根據我們的結果,多飲用冬瓜茶,不僅能使胃中的pH值提高,也能提醒國人重視這個古老的傳統食品!另外台灣人泡茶文化風行,若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

蕨鬥吧!FIRE!-以塵爆進行孢子脂質分析研究

本研究試圖探討「使用含有脂質的蕨類孢子進行塵爆實驗會有什麼樣的效果?可否藉由塵爆實驗結果分析孢子成分」,於是我們使用玉米粉和石松、海金沙孢子進行研究。實驗過程中觀察粉末的各種物理性質,並以染色法分析孢子脂質含量,最後進行開放系統和密閉系統的塵爆實驗並交叉比對。結果發現,石松與海金沙孢子在塵爆過程中因其生物結構特性而會有劈哩啪啦的聲響,且海金沙因孢子之孢粉素殘留會有黑煙出現。密閉系統的塵爆實驗中,我們得到粉末的塵爆威力大小為:石松>海金沙>玉米粉,此結果與孢子脂質含量分析有直接相關。

參透滲透

我們自製之半U型管加PVC套管的測量裝置確實可用來觀察兩不同濃度之溶液的滲透壓現象。實驗半透膜之選用,以高分子奈米孔洞半透膜為最佳,玻璃紙容易因水所造成之部分溶解而影響滲透結果。歷屆科展常選用之蛋膜,需注意蛋膜是否真為具有選擇性之生物膜或只是微米級孔洞之半透膜。經由類似化學反應速率公式推算滲透速率依高度變化可分為n階滲流階次,而濃度差之趨動力可併到滲流常數k之變因中。生物滲透壓滴降法可有效測量與瞭解到溫度愈高,滲透速率愈快。而在植物生長的實驗及細胞顯微鏡觀察中,可知當營養劑濃度較高時,易因滲透壓的關係,造成原生質分離,而無法順利將營養劑運送到植物的頂端,可知在植物世界裡,不是π=iCMRT與p=hd絕對可換算相等。

「胃!藥」怎麼做~Lansoprazole一鍋化合成之探討

本研究是關於Lansoprazole一鍋化合成條件之探討。我們先以MBI和CMPTH合成初產物,再分別探討了氧化劑、反應環境以及催化劑對於產率之影響。經過實驗我們得知,過氧化氫為最佳的氧化劑,且在與初產物當量數比為3:1時效果最好。此外,反應環境實驗中, 0℃下、過濾前pH值為9,可使Lansoprazole合成產率最高。至於催化劑實驗,發現甲酸催化效果最佳,且理想催化量為和初產物當量數相同。依實驗結果,我們設計一套環保、經濟的Lansoprazole一鍋化合成法,期待未來可應用於更多Prazole類藥物的合成。

「銅」「鋅」協力

追本溯源找到伏打當時發明出的伏打電池,我們開始就追尋研究伏打電池之旅,一一找出水溶液導電的答案,伏打電池具有環保、省電節能又減碳的特性。因此我們使用常見的飲料進行研究,實驗變因有不同水溶液(電解質)、不同材質的金屬片、不同材質的鹽橋、不同排列的組合層疊,都可能影響電池電壓的因素,進而發現不同的金屬和鹽橋層疊而產生的「電位差」而有不同的電壓和電阻,特別的是我們發現堆疊的【鋅+不織布(食用醋)+銅幣】層數越高,產生的電壓就越高,但是堆疊到一定的層組數後電壓會開始下降,所以堆疊層組數越高,電壓不一定會越高,有一定層組數的限制;同時發現每組電池的續電力,也會隨著鹽橋的溼潤度減少而持續下降。

新鋅向銅

本實驗從電極數目、電極表面積、鹽橋種類、電解液濃度及自製果凍電池影響鋅銅電池電流和持久性,並改良課本電池實驗。結果顯示鋅片越多、硫酸銅濃度愈高,供電時間愈久;鹽橋以硝酸溶液發電量最高;果凍電池中電極片接觸面積、硫酸銅果凍濃度、硫酸鋅果凍鋅粉添加,與電流呈正相關。溫度越高,電流越大使用時間越長。硫酸銅果凍濃度為飽和時可持續發電七個小時。用過的果凍浸泡於電解液中,可再提供電流重複使用。綜合所有IV曲線,飽和硫酸銅果凍配添加鋅粉10克硫酸鋅果凍、於40℃時供電最久且最穩定。課本鋅銅電池實驗發電量小,經本實驗改良鋅銅電池,果凍電池大小面積約15 cm2,即可讓LED燈發亮,增添許多趣味性與教育意義。

氧化?催化? ──以過氧化氫分解反應為例的三模式探討

本實驗主要探討透過各種藥品,包括PbO2、MnO2、KMnO4、CuO、Pt、過氧化氫酶,與雙氧水反應,驗證藥品在雙氧水的氧化還原的反應上,扮演的角色是反應物,或是催化劑。透過pascoPS-3201藍牙溫度計和S-3204pH儀來檢測在反應過程中,系統溫度、pH值變化及平均速率來做比較。 本次實驗利用KMnO4和雙氧水的標準氧化還原反應作為標準,發現氧化還原反應不僅反應後會改變顏色,相對來說溫度和pH值也是變化最大;而Pt則是作為標準的非勻相催化劑, 發現催化反應可重複使用,且相對來說溫度和pH值是變化最小的。因此我們判定CuO和過氧化氫解離酶是標準的催化劑,而其他藥品則是介於氧化還原和催化之間,反應不那麼劇烈,但相對作為純催化劑的Pt而言,仍有差距。

草籽糖

「草籽糖」針對植物種子發芽時能轉化澱粉為糖,而在哪種狀況下,澱粉較容易化糖?實驗內容設計在小學生能完成的部分:草籽與澱粉的擇選;芽的部位;澱粉與芽的比例;進而探討環境的影響如溫度;光線;時間等因素,過程不時呈現看不見的、有趣的化學現象,草籽在過程中施了甜蜜的術法,糖在實驗中偷偷的變化著。

明智之「橘」-吃甜橘小撇步

本研究主要是為了解網路上說利用外力或其他方式,是否可以讓橘子變甜之眾說紛紜的說法是否真實所進行的實驗。我們先從橘子外觀找出挑選橘子的方法,接著驗證網路各正反方說法,求證橘子的糖度及酸度會不會因為外加的處理方式或環境不同而改變。結果發現挑選甜橘子時應該從顏色、外型對稱、及密度等訣竅來挑選;並利用糖水加檸檬酸模擬成橘子之後再經過搖晃後測試,發現溶液的糖度也會因為這糖被酸分解而有改變;再利用實驗設計將專家及過去實驗認為可能造成誤差的做法加以控制後,測試橘子經過搖晃、加溫、攪碎、或與其他熟成的水果擺放在一起,會因為橘子內含的糖與有機酸反應、酵素活化、組織受傷需要醣類、或呼吸作用加速轉化,讓橘子所含的糖類濃度變得更甜。

『水』心所遇 —探討不同濃度液滴在處理過載玻片表面的互動

我們發現了一個有趣的實驗,丙二醇液滴在處理過的載玻片上會像小蟲一樣互相推擠追逐。設計實驗去了解這樣的現象,探討的變因包括液滴的大小、液滴間起始距離、濃度、濃度差、其它溶質、還有可能的原因。我們主要的發現包括 一、 大小液滴都可能會發生,但模式會有一些差異。 二、 丙二醇液滴一開始邊緣的距離不能太遠,超過4mm以上就可能會失敗。 三、 高濃度時不易發生,低濃度比較容易發生。 四、 濃度差大和小的結果是不同的模式。 五、 不同溶質的液滴也可能會有類似的現象。 六、 除了丙二醇溶液還有乙酸、甲醇、乙醇和異丙醇也有類似現象,食鹽、氫氧化鈉、蔗糖溶液就沒有這種情形。 七、 液滴的蒸氣可能是這個現象發生的重要的原因之一。