全國中小學科展

化學科

利用蔬菜水果製作電池的研究

我們在國中化學課本第三冊14-3中學習到各種電池,並經老師介紹知道有些電池是以稀硫酸微電池溶液,硫酸具酸性。台灣盛產國菜而大部分的果菜均具酸性,於是我們就想到利用各種果菜的含酸性溶液來製作電池的研究,我們將這些蔬菜水果製成的電池稱為「果菜電池」。以達到「就地取材」「學以致用」提高同學對化學科研究興趣,增進學習效果。

氯酸鈉( NaClO3 )結晶之研究

第四章時,學到結晶法可以分開溶質與溶劑,但是分離效果如何呢?並沒有進一步討論。第八章討論晶體形狀時,知道不同的離子化合物,有不同的形狀,例如食鹽NaCI是正立方體,但是此形狀是否一成不變?形狀是否會受其他離子的干擾呢?向老師請教的結果發現學長們已在進行實驗,正因高三功課繁忙而暫停,於是我們欣然繼續接下棒子。

飲水機之水質檢定

鑑於今日飲水機的廣泛利用,而其衛生問題並不為一般人所重視,報章雜誌亦乏報導。試問:其可靠程度如何?是否連到衛生標準?由此而引發吾等實驗之動機。

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。

結石的剋星??-傳統民俗偏方對草酸鈣溶解度的影響

腎結石有草酸鈣結石、磷酸鈣結石、尿酸(尿酸鹽)結石、磷酸銨鎂結石、胱氨酸結石及嘌呤結石等多種,國人結石患者以草酸鈣結石佔80%以上為最多。因而,有許多民間偏方盛傳可溶解結石。本研究探討這些偏方對草酸鈣溶解度的影響;收集的偏方包含常見的中草藥方、水果醋和檸檬汁、木耳、磁化水和傳統藏藥火硝(硝酸鉀)等。草酸鈣溶解後產生鈣離子,採滴定方法,以乙二胺四醋酸二鈉 (EDTA-2Na) 檢測解離的鈣離子濃度。研究結果顯示,這些偏方對草酸鈣都有不同程度的溶解度,傳統藏藥火硝最高;磁化水的溶解度也佳;木耳釋放出的物質極可能和鈣結合;其他偏方則和本身酸鹼值有關,溶解度隨酸值增高而增加。

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。

不要再幫我換顏色--就是要紫

茄子和紫色高麗菜都具有花青素,但紫色高麗菜烹煮過依然可以保有紫色,可是茄子卻會褐變,使得茄子無法當做指示劑,因此我們進行一連串實驗尋找影響茄子褐變的原因及所在部位,以及影響茄子酵素褐變的活化溫度和各種抑制茄子酵素褐變的調味料及最佳的烹煮方式。結果發現:水溫在60~80℃、油溫在80~90℃時,最會引起茄子褐變;而影響茄子褐變的酵素存在於果肉,且較成熟的部位酵素含量較多;高濃度的酸性、鹼性溶液和維生素C 會破壞酵素,使茄皮的花青素保留。

「硫晶」歲月—自製偵測器探討硫代硫酸鈉與鹽酸之反應速率

本研究利用光敏電阻、可變電阻、比較器、LED光源、蜂鳴器及電路開關等,設計一個簡單又實用的微型反應速率偵測器,進而以此裝置探討影響硫代硫酸鈉和鹽酸反應速率的各種變因。首先,改變硫代硫酸鈉溶液的濃度,實驗得知硫代硫酸鈉的濃度與反應速率約為一級反應;接著,改變鹽酸溶液的濃度,實驗得知鹽酸濃度與反應速率約為零級至一級之間;再者,當溫度升高時,反應速率明顯加快;之後,我們研究添加清潔劑對硫晶體堆積的影響,結果清潔劑明顯延遲硫晶體的堆積;最後,我們又研究添加金屬鹽對硫晶體堆積的影響,結果亦產生延遲現象。為了更精確觀測反應過程中,硫粒子的粒徑變化情形,我們又以動態光散射儀(DLS)發現硫粒子從奈米級漸漸堆積長大。

是我放的電

從一個科學展館的器材引發出一連串探究的實驗。實驗中,對兩片金屬之間產生電能的各項因素,做了持續性的探究,尋找金屬發電的機制,作品最後以裝置的再應用,及環保金屬電池的延伸性製作,作為研究總結。

通天神「碳」─探討碳類對色素的吸附能力

本組結合暗箱及光度計組成自製光度實驗儀器,並利用廢棄電腦風扇及強力磁鐵製成自製攪拌器,探討影響活性碳吸附能力的因素,本組測量紫藥水透光度,求得透光度與其成份龍膽紫濃度的函數關係;並利用過量的NaOH(aq)與銅離子發生沉澱,算出一克活性碳可吸附龍膽紫及銅離子的個數。結果顯示增加紫藥水濃度或減少活性碳質量,甚至升溫,活性碳吸附龍膽紫效果均增加。但溫度對其吸附能力影響較小,若將紫藥水溫度從30℃加熱至90℃,活性碳吸附龍膽紫的個數只增加百分之十,攪拌時間則並無規律影響;而一克活性碳可吸附的龍膽紫與銅離子個數比約2:1。本組也取了竹炭及木炭,比較其吸附色素的能力,結果活性碳吸附能力最佳,竹炭及木炭無明顯吸附能力。