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化學科

「墨」世不忘~天然鐵膽墨水之製作與最適化探討

本研究旨在加入五倍子、綠茶等天然材料以製作環境親和力高之鐵膽墨水。將自製墨水分為三代製作,以色差儀與軟體ImageJ測量顏色,找出最適化比例。綜合所有測量數據,自製墨水之最適化比例為五倍子100公克,水80毫升,硫酸亞鐵2公克,阿拉伯膠2公克,丙酮1.5毫升者,其特點如下: 1. 添加愈多五倍子,其顏色愈深,添加100公克五倍子K值為99%;市售墨水K值為95%。 2. 墨水加入丙酮,具有乾燥速度跟市售墨水相同及顏色變化微小的特點。 3. 五倍子墨水遇水不易暈染;單寧酸粉及市售墨水較無法防水。 4. 自製墨水顏色受日曬影響較小;市售墨水受影響較大。 5. 五倍子墨水筆跡較市售墨水具有良好的保存效果。

四色振盪—當B-R振盪反應遇到指示劑

BR振盪反應中,在配製溶液時需加入硫酸,使溶液呈酸性,又振盪具有無、金、藍三種顏色的變化,我們想利用指示劑在其中多穿插一個顏色,在多次實驗後,我們成功的做到了四色振盪(無➝金➝藍➝紅),也進一步以濃度、溫度為變因,並且利用Arduino 的感光電阻,來客觀檢測顏色變化,檢測四色振盪反應在不同濃度、溫度下的週期與週期數變化。

常見藥物之共同前驅物—色胺合成策略分析

本實驗以探討 Aspidostomide G 的前驅物—色胺的合成策略為研究目的。我們選用 2-胺基-3-硝基苯酚作為起始物,經酚基保護、溴化、重氮化、碘基取代及 Sonogashira reaction 得到吲哚的前驅物—2-乙炔基-3-甲氧基-5-溴-苯胺。接著進行吲哚閉環、醛基化及 Henry reaction,最後再經還原反應得到 Aspidostomide G 的色胺前驅物。其中,我們在進行Sonogashira reaction及吲哚溴化反應時,遇到複雜產物無法分離的難題。為改善此情形,我們嘗試改變反應溫度、反應試劑及反應時長等……。經實驗發現,以 TMSA(2.5e.q.)及 CuI(0.1e.q.)作為反應試劑時,可使Sonogashira reaction得最高產物比率94.11%;在室溫下以 NBS(1e.q.)及 DCM(0.5M) 進行溴化反應3小時後,可得最高產率76.92 %。本實驗結果不僅可以為腎臟疾病藥物Aspidostomide G提供一條有效的合成路徑,更可以增加學界對 Aspidostomide G 的重視和研究意願。

手機攝像彩度結合光度滴定法應用於酸鹼微型模組及解離常數之測定

本研究自行組裝微型滴定裝置,建立常見指示劑(甲基紅、酚紅、酚酞及廣用試劑)之酸鹼滴定模組,運用實驗開發的像素分析法,由像素加總值與滴定體積之程式推知當量點體積,所有實驗誤差均不超過0.30 %,具有高準確度,且此實驗模組之濃度檢測極限可達10-4 M。將微型裝置應用於指示劑解離常數的測定,測得甲基紅、溴瑞香草酚藍及酚酞之pKa分別為4.95、7.11及9.40,與理論值幾乎一致;進一步以RGB值二次微分找出指示劑更精確的變色範圍,如甲基紅在[HIn]⁄[In^- ] >7.65時會完全呈現酸型顏色、[In^- ]⁄[HIn] >6.55會顯現鹼型顏色,其變色範圍為pH 4.06~5.77。本研究成功簡化傳統滴定與解離常數測定的實驗步驟與器材,達到簡潔、可監測之綠色化學願景。

發酵好~製作健康酸筍因素之探討

竹筍為富含纖維及維生素的食材。在台灣竹筍收穫期集中,採收後容易失水老化,因此竹筍的加工保存就顯得十分重要。本研究針對水質、水溫、鹽濃度、陽光、形狀、糖濃度進行探討成功製作酸筍的條件。實驗結果發現水質以及水溫不是成功製作酸筍的條件;竹筍洗淨剝殼自然晾乾後絕對不能再碰水;鹽巴添加比例以1:100;溫度37℃最為適合,且切成絲狀竹筍為發酵製成健康酸筍的最佳條件。總結來說,製作酸筍的過程中添加鹽可以抑制壞菌生成,添加白糖可以幫助乳酸菌在發酵過程中成為強勢菌種,而整個過程必須在特定的環境溫度30度到40度區間才會發生,我們的實驗很好的複製乳酸菌生長適溫條件,並解釋其發酵條件與酸筍之間的連結。

石頭也會香!!---擴香石氣體擴散表面效應之研究

提升生活品質降低廢棄物是當今重要課題,本研究欲建立製作可重複使用的擴香石標準化流程,模擬精油擴散及逸散的時間關係,並探討石膏表面的量子侷限效應。 實驗發現,氨水在擴香瓶中經由瓶口逸散到塑膠管內再擴散至與鹽酸反應,並不太符合格雷姆定律,一般網路及教科書中,擴散實驗皆以棉花吸附高濃度氨水與鹽酸,擴散效應明顯且產生白煙的時間短,本實驗以石膏取代棉花,材質改變的情況下,氨水經由石膏逸散到擴香瓶中會受到量子侷限效應(QuantumConfinementEffect)的影響,而拉長逸散的時間。 實驗得出以50g石膏粉混合21ml水的比例製作出的擴香瓶,吸收氨水的容量最大,此為擴香石的最佳比例,且在溫度14-30℃的狀況下,氣體擴散效果最好,溫度越高,氣體擴散速度越快。

綠電愛地球-葉綠素電池之探討

近年來國際各國紛紛提出新興能源與綠能相關之研究,而為了因應再生能源發電量不穩定,必須搭配儲能設備使電力輸出穩定,進而發展出許多儲能產品,在儲能系統中又因為電動車備受注目,使得電池設備最具話題性。本研究主要為探討葉綠素電池於不同操作變因下對電池性能之影響,藉以尋找最佳數據資料組合的條件並硏發性能最佳之葉綠素電池。因葉綠素電池可藉由酒精從植物葉片中萃取葉綠素溶液,不僅可以避免過多之能源消耗以及環境污染,同時期望將來能成為具有高安全及低成本的新能源系統。

「薈」萃一「碳」~以自組測試工具探討自製綠色蘆薈碳焦拉膜的功能

本研究利用蠟燭燃燒產生的碳焦,混加蘆薈及自製史萊姆開發為綠色產品~薈碳拉膜。研究中為取得碳焦,探討不同火源、吸附材質及離火焰高度對碳焦產生的影響,發現距離蠟燭火焰高度1公分處,以不鏽鋼杯底收集,可取得最多碳焦量。並以自組各種工具測試薈碳拉膜的延展性、隔熱及耐酸雨濕沉降等功能及運用電腦課所學編寫程式-程小奔進行RGB透光測試遮光效能。研究試驗出蘆薈碳焦拉膜的最佳組成比例為蘆薈:碳焦:自製史萊姆(20:0.6:10)。經與市面隔熱紙比較,蘆薈碳焦拉膜具有較佳展延性,防護酸雨濕沉降功能、遮光及隔熱能力佳,有取代化學隔熱紙的可能性,符合綠色化學節能、低毒、簡潔、可解原則,是值得推廣的綠色優質產品。

知否?「茶」應是綠肥紅瘦 ― 探討不同環境條件下三種脂肪酶之活性

本研究欲找出可抑制脂肪酶活性之因子,故從110年10月展開實驗,將胰脂肪酶、小麥脂肪酶、念珠菌脂肪酶置入不同市售瓶裝茶、一系列咖啡因濃度環境中,以探討市售瓶裝茶、咖啡因及兒茶素對三種不同酶活性之影響。另外將胰脂肪酶置入以不同沖泡手法之綠茶溶液中,操作變因分別有不同沖泡溫度、茶葉浸泡時間、冷藏保存的時間,用以探討胰脂肪酶於不同環境中之活性大小。研究結果顯示,對於胰脂肪酶,兒茶素跟咖啡因均會抑制其活性,其中以咖啡因影響較為顯著。手沖綠茶之沖泡溫度及時間都會影響其活性,關鍵在於茶液中兒茶素含量;對於小麥脂肪酶,咖啡因可以抑制其活性;對於念珠菌脂肪酶,市售瓶裝茶可以抑制其活性,但並無法歸因於咖啡因及兒茶素。

凍析電解-以果凍取代電解液探討電荷流動方向

本研究利用蝶豆花果凍進行電解。透過將電解質水溶液製作成果凍的方式,使溶液具有固定的形狀,不會隨意流動,且利用蝶豆花作為酸鹼指示劑,方便觀察電解時電極處所產生的酸性物質和鹼性物質,而酸性和鹼性物質讓指示劑顏色改變,藉此觀察果凍膠體內部離子的移動情形。透過電解蝶豆花果凍,能在電解實驗中觀察果凍明顯的變色,使人更加了解離子的流動方向,也能觀察電解實驗在電壓大小、電阻不同、路徑長短不同、同時有不同高低電壓在同一果凍時,離子的流動情形。我們發現電壓愈大,會使電解的速率加快,但是不會影響反應途徑。而在不同電壓中電解,離子會選擇往最高電壓方向移動。