全國中小學科展

化學科

油燃而生─回鍋油變生質柴油

原油能源短缺,因此尋求替代能源又能兼具環保的議題便成為熱門的話題,而生質柴油便是主角之一。我們便想利用廢棄的回鍋油來製備生質柴油。 整個實驗的過程我們發現未使用過的油及回鍋油在製備上的溫度、催化鹼的用量及油:醇的體積比有些許的不同。未使用的油溫度盡量控制在65℃,催化鹼濃度以0.5~1%最佳,油:醇的體積比則為1:3;回鍋油的溫度也是在65℃,催化鹼濃度為1~1.5%,油:醇體積比為1:4,而此兩種類型的油加熱時間都是控制在1小時會得到最佳的產率及良率。最後我們嘗試利用日常生活裡的酒精、乾燥劑(成份為CaO)當催化劑將回鍋油製備成生質柴油,最後實際讓柴油引擎運轉也收到不錯的效果,且排氣污染程度也小於高級柴油。

兩極乾坤─探討離子在電場磁場中的走向

二年級上學期做「水的電解」實驗時,以注射針頭當正、負兩極的材料,我們感到很好奇:如果換成其他金屬不知是否可以?經老師介紹先認識了第四冊「電解硫酸銅水溶液」的實驗,在這個實驗裏,我們瞭解了:「電解時兩極的化學反應與使用的電極材料及電解質有關」。當我們將電解水裝置中的兩注射針頭改成粗銅線後,發現:兩極銅線皆起了化學變化,但是並未看見藍色Cu2+移動的詳細過程;於是請教老師如何才能觀察到離子在兩極間前進的慢動作;老師在回答問題時,該到「電場」,順便提及「磁場」的觀念;我們就想︰既然離子會受電場影響,不知是否也會受磁場影響?因此在好奇心的驅使下,我們首先以有色的Cu2+開始,設計了本實驗。

氫鍵對特魯頓法則與拉午爾特定律之影響

在凝相那章當老師講到液體正常沸點時,告訴我們許多非極性液體之莫耳汽化熱直接比例於正常沸點,此規律性稱為特魯頓法則( Trouton ' 5 Rule )。又溶液蒸氣點下降溶液沸點上升均與溶質之濃度有關,此規定性稱為拉干爾特定律( Raoult ' 5 Law )。在凝相鍵結 中講到氫鍵時告訴我們氣鍵對沸點與莫耳汽化熱均有影響,因此我們覺得懷疑極性分子如 H2O 與 C2H5OH是否亦能遵守特魯頓法則?含有必 C-O-H及 OH 基之有機物溶于非極性溶劑是否亦能遵守拉干爾特定律?為了滿足我們的好奇心因此決定做這個實驗。

鐵銅電池之探討及改良

按理化課木 22 - 3 的伏打電池,鋅銅電池實驗,實驗步驟進行實驗所產生的電流很小,尚未達到 1mA ,看不出 〝 通電 〞 的效果,再加上學校廢棄的易開罐(鐵罐)隨手可得,因此希望能改進實驗,使得伏打電池更簡便,更持久,於是在老師指導下進行了下列研究探討。

「硼」聯「醇」合—聚乙烯醇和硼砂的交聯作用研究

經過本研究發現分子量大的PVA流動性小,較為黏稠,市售膠水應該是使用較高分子量的PVA。設計測量方式來記錄交聯作用後的流動性、回縮性、沾黏性和出水性。發現PVA醇解度較高做出的史萊姆流動性較小,回縮性也較小,PVA分子量越大時,產生的史萊姆流動性越小,回縮性越大,越不沾黏。水分越多時,流動性越大,回縮性越小,出水性越大,沾黏性越大。硼砂量越多時,流動性較小,回縮性較大,出水性較小,沾黏性較小。與市售史萊姆性質最接近的成分為水重是PVA重的22-24倍,硼砂重為PVA重的0.08~0.11倍。硼酸根需在中性到鹼性的環境下,才能與PVA溶液產生交聯作用,且在已有交聯作用的史萊姆中加入酸性溶液會讓交聯作用破壞,而變回液體。

奇妙的晶體.

平常煮菜作湯的?和味精,都是一種漂亮的晶體,何不自己動手來做一些假寶石(晶體)呢?說不定能因此而發現一些規律性呢!

破除主婦的迷思~清洗蔬菜誰最行

本研究探討有效清洗蔬菜上農藥殘留量的方法,文獻中檢測農藥的方法有『生物法』、『化學法』及『生化法』三種,前兩種方法對我們來說都有不方便的地方,故選擇快速又能檢測出市面上大多數農藥殘留量的『生化法』。但『生化法』需配合昂貴的分光比色儀,因此我們利用計算機上的太陽能光電池、LED、三用電表及保特瓶,成功地設計出一台能『量化』水溶液顏色差異的裝置,我們稱它為『光電池比色儀』。利用『光電池比色儀』檢測樣品1 分鐘,測出的數值我們稱它為V_Lux(Volt Illumination ),當DV_Lux 越小,抑制率越大,表示農藥殘留量越多;反之,越少。最後比較多種清洗小白菜的方法,結果發現『用流動的清水洗3 分鐘』效果最好,破除了多數主婦的迷思。

洋菜活塞與氣體的P.V.n.T.及氧、呼出氣體、二氧化碳含量的探討

去年我們發現洋菜在理化實瞼上有許多妙用,經過研究後,所提出的報告,「洋菜的妙用」獲得全國科展佳作獎,一年來我們又陸續發現洋菜製成的活塞還可以有很多廣泛的用途,所以今年我們的作品是「洋菜活塞與氣體的P.V.n.T.及O2、呼出氣體、CO2 含量的探討」。

皂化弄人?人定勝天!

本研究主要針對肥皂的製程以及天然清潔劑-茶籽粉進行分析比較,並得結合兩者的優點形成我們的產物-茶籽肥皂。本研究的重點主要分為五個部分,﹙一﹚針對理化課本上的肥皂實驗進行改良﹙二﹚收集市面的清潔劑資料並進行問卷調查﹙三﹚製作茶籽紛及茶籽肥皂﹙四﹚茶籽肥皂與其他清潔劑性質測試實驗﹙五﹚茶籽肥皂的問卷調查。

「凍未條」~吉利丁與水果酵素的邂逅

本研究主要探討影響果凍凝結的因素。在這個「飲食不安全」的環境裡,我們想自己動手做出安全又美味的果凍。製作「水果果凍」時,卻發現部分水果不能讓果凍凝結,因此我們想用科學的方法來測量,到底是什麼因素影響了果凍的凝結。 為了把感覺變成科學的數字,我們利用自製的「果凍耐壓度測量器」,找出口感最佳的口凍製作比例。 我們共使用十種水果來做水果果凍,十種水果中,只有「鳳梨」與「奇異果」無法讓吉利丁凝結。我們自己製作了十種水果酵素,發現鳳梨、奇異果酵素會讓果凍變很軟。