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化學科

綠色化學-尿布變黃金的真相探索

聚丙烯酸(PAA)是尿布中吸水成份,我們發現其結構上的羧基能螯合Ag+,並成功利用甲醛將Ag+還原成奈米銀。但我們意外發現螯合Ag+的PAA白色粉末在沒有其他還原劑存在下也會漸漸變成黃色,與「利用甲醛還原製得的奈米銀」顏色十分相似。本實驗即揭開此粉末變色真相,希望能在不使用額外還原劑下,直接以PAA將螯合的Ag+製成奈米銀,不僅具環保與實用價值,更能使奈米銀製程朝向綠色化學。我們透過水溶性聚丙烯酸鈉(SPA)在均相中進行變色機制探討及影響變因的研究,找出有利的反應條件,再應用於PAA。研究證實PAA能將螯合的Ag+同步還原成奈米銀,反應機制與檸檬酸鈉作用模式相似,而提升濃度、溫度或照光有利於反應,酸性條件則不利,照各種色光也有所差異。

『蔗』麼『C』力-利用甘蔗渣-碳粉吸附重金屬離子

甘蔗渣中含有豐富的木質纖維素,其上的官能基可以吸附重金屬離子,我們在此研究中找到適合甘蔗渣吸附Cu2+的最佳條件。在一次實驗中,我們偶然發現甘蔗渣溶液中的有機物能吸附Cu2+,而碳粉能將有機物吸附,利用這點特性,能大幅提升Cu2+的吸附率。在經過兩道程序的吸附之後,20ppm Cu2+(aq)中Cu2+的吸附率大於99%。

有趣的浮力溫度計─\n固體溶解度與溫度關係的探討

在一次偶然的機會中發現投入水中的雞蛋會在加了鹽巴之後上浮,我好奇的去問老師,當時老師告訴我是因為溶解度影響了溶液的密度而使浮力改變。我便想趁此機會探討溶解度與溫度的關係,又在查資料的過程中發現“浮況子”的實驗很有趣,於是我聯想到可以利用改變溫度造成溶解度的變化進而影響物體的浮況,再利用此原理做出趣味的浮力溫度計。

簡易化學實驗器材之製作

現時國民中學由於班級多,而實驗教室不敷使用,需在教室作示範實驗時,因實驗器材繁多,常有搬運不便之感,如將器具加以改良,可減少搬運時的麻煩,節省勞力和避兔器材的損壞。

小而省的高效率鋅銅電池

課本中關於鋅銅電池的實驗其裝置複雜而且效果不佳,電流過小(約2mA),我們嘗試改良鋅銅電池的裝置予以縮小簡單化、增大電流,使電池足以讓LED 燈泡發光,增進實驗效果並減少藥品的浪費,並利用隨手可得的器材來製作各種小型鋅銅電池,最後發展出密閉不漏可隨身攜帶的鋅銅電池。

天然海水中鈾的吸附劑合成及提煉試驗和坦克型海水浸漬採取鈾器的製造研究報告

Angesey島Great Orme's 頭嶼之間建設水庫和水門堰以提煉年產1仟噸鈾。(三) 日本去年計劃自海水提煉油,以補足該國鈾資源的缺乏和減少對進口的依賴,如果一切順利進行至 1990 年日本工廠將生產八千噸鈾足夠應付預計年需量的1/3。(四) 據報沿著挪威海岸至北極海之間 3×16 6m5/秒海流夾帶 25 萬噸鈾而日本海峽和美國Florida 州海峽也估計有更多鋪夾帶流動著。(五)工業上提煉鈾需大量的海水為原料,如果海水流動採取用抽水馬達型幫浦抽水人工方法,則抽水要消耗很多動能,因而幾乎艱以實現,設好利用潮汐或潮流修自然力量,假想在這種情況下需要開發合成化學藥品,此藥品須在海水 pH 值範圍內能大量吸附鈾,且對海水的溶解度要非常小(低),依此原則我們擴大進行檢索篩選具有鈾採取(吸附能力)強大且對海水溶解度小的各類化合物並且自行設計製造坦克型海水浸漬採取鈾器。

實驗室安全製造氫氣方法之研究

一. 學校老師不敢輕易去作氫氣實驗的原因:1. 實驗時若以 Zn加H2SO4製氫,則產生出的氫氣必和瓶內空氣混合,一經點火就有爆炸危險。2.若欲將原來瓶內空氣完全排出,則實驗所費時間太長(約須 30 分鐘以上)而且還沒有把握。3.若用 Na (鈉)加水製氫以排水集氣法收集,則不適用於國中化學實驗 5-1,實驗7-2,實驗7-3.2 ,買驗23-2。4.氫氣鋼瓶一般學校不易設置,保管、管理不易。二. 老師不做有關氫氣實驗學生無法獲得應有知識,且建立了怕做危險實驗的錯誤觀念。與設計一種又安全、又方便、又容易保管的氫氣發生裝置確有必要。

神奇出奇蛋變棉花了!

帶著興奮的心情上分組活動課,因為老師要教我們做蛋糕,首先老師把蛋白、蛋黃分家,接著拿打蛋器打蛋白,幾分鐘過去了,同學們驚叫著:「好神奇呦!」蛋白有了變化,「變得好像棉花耶!」同學們七嘴八舌說著,老師笑著問我們想不想知道原因?同學們都說想,老師神秘的說,改天帶我們一起探討這神奇的「出奇蛋」,好奇怪呦!這麼小的個蛋,居然也能變化冬端,實在不可思議。

自然之鋁-廢鋁罐的回收與利用

日常生活中,隨處可見被拋棄的廢鋁罐,這些廢鋁罐若任其自然分解反應,約需一百年的時間才能完全分解,是一種不易被分解的廢棄物。然而為了我們的地球及後代子孫,我們應竭盡所能地加以回收,所以在這次實驗中,我們試著利用很簡單的方法來回收廢鋁罐,並探討不同環境因素(例如表面積大小、溫度高低)、溶液的種類(例如酸、鹼)對鋁回收率之影響。結果發現影響明礬速率快慢有:1.冰水浴溫度的高低2.溶液是否達到飽和3.放置時間的長短尤其明礬結晶之冰水浴溫度在-2℃時,結晶析出量可高達7.225 克;硫酸濃度在9M 時, 鋁的回收率最好,為83.2%。另外我們也觀察得到的明礬晶體,發現它為透明八面晶體。所以只要我們有心愛護環境,致力於廢棄物的回收,善用有效方法,將可達到資源的再利用, 減少環境的惡化。

硝酸與銅反應之濃度分界

我們在化學課本中曾經讀到:「濃硝酸與銅反應產生紅梡色之二氧化氮;稀硝酸與銅反應生成無色之一氧化氮」,但不知在何種濃度產生二氧化氮,何種濃度產生一氫化氮,故做此實驗以了解其「濃」與「稀」之分界。