全國中小學科展

化學科

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。

大自然的顏色魔術師-天然指示劑

上自然課的時候,老師教導我們使用石蕊試紙來測試物質的酸鹼度。這時我想起前些日 子曾經在網路上看到許多利用花卉或蔬菜的天然色素對酸鹼反應十分靈敏的特性,成功 製作出天然酸鹼指示劑的實例。其實,在我們日常的生活的環境中,應該還有很多的植 物是製成天然指示劑的好材料,只是尚未被發現並加以証實而已。我把我的想法告訴了 同學,同學們都表現了高度的興趣,老師更是?勵我們,並願意協助我們著手進行研究。

甜蜜來「靛」--靛胭脂的氧化還原反應

甜蜜來『靛』實驗俗稱振盪紅綠燈,是以氧氣作為氧化劑、葡萄糖為還原劑,使靛胭脂溶液在鹼性環境中因為氧化及還原產生不同顏色變化的可逆反應。我們發現葡萄糖濃度及溶液pH值會直接影響反應速率,其速率定律式為:R還原 = k[IC]0[C6H12O6]1 [OH-]1;若是振盪反應停止,可添加新鮮靛胭脂使其再生。此外,不同種類的還原劑會使此反應產生不同顏色,如還原力強的乙醛、丙醛會使溶液呈現橙色而不再變化。利用此振盪反應作為示範實驗的最佳化條件為:1.2%C6H12O6(aq)、0.5M NaOH (aq)的溶液50 mL,加入2.0 mL、1.0%靛胭脂溶液,第1次振盪時間約12~15分鐘,第2次循環開始其速率會增快,時間約縮短至5~8分鐘。

趕走自由基,健康有生機?抗氧化就從蔬菜湯、糙米茶做起

本研究以 DPPH 自由基清除率、TEAC 總抗氧化力及抑制紅血球溶血等試驗模式,探討蔬菜湯與糙米茶水萃取物之抗氧化性表現,並評估該兩項水萃取物經等比例 (1:1) 混合後,其抗氧化性是否有相乘或相減之效果。結果顯示,蔬菜湯及糙米茶水萃取物其清除 DPPH 自由基能力以糙米茶較佳,而自製與市售蔬菜湯水萃物之 DPPH 清除率並無明顯差異。此外,比較蔬菜湯之個別組成 (紅蘿蔔、白蘿蔔、白蘿蔔葉、牛蒡、香菇),其中以白蘿蔔葉之 DPPH清除率最高 (74%) 。在總抗氧化力表現方面,糙米茶之 TEAC 值高於蔬菜湯,自製蔬菜湯優於市售樣品,蔬菜湯之個別組成以白蘿蔔葉最佳 (0.089±0.001) 。蔬菜湯與糙米茶水萃取物抑制 AAPH 誘導人類紅血球細胞溶血之系統,自製蔬菜湯可抑制 85%紅血球溶血,為所有樣品中最高者。此外,本研究亦針對蔬菜湯與糙米茶水萃取物中可能之抗氧化成分進行分析,其中以白蘿蔔葉之總多酚化合物 (71.1 mg/g) 及類黃酮化合物 (19.3 mg/g) 含量最高,可解釋其抗氧化力最佳的原因。

由固體氧化劑之分解速率以探討最好催化劑及實驗室製氧之最佳途徑

將各種固體氧化劑(K2Cro4,KClo3,KNo3及Na2O2等四種)分別與金屬氧化劑物(CuO,Cu2O,MnO2,CaO,MgO,AI203,ZnO, Fe2O3, PbO及HgO等10種)混合加熱測定其分解速率然後加以比較

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。

以自製模型解釋酸鹼強弱

上課時老師以過去本校用保麗龍球內裝磁鐵所製成之模型來說明低限能,活化複體,催化劑效應,碰撞方向性等現象,當時我們連想到,化學上陰電性之意義與磁力之意義很類似;是否能以類似模型來解釋由於原子陰電性大小不同關係所引起之各種不同現象,於是在老師指導下製作這套模型。

小小晶球真奇妙!

我們利用兩種食品添加物-海藻酸鈉及明膠來模擬晶球在人體中的變化過程,以解開晶球在人體之謎。研究結果發現,此兩種材質濃度太高或太低會無法成球形,因此,海藻酸鈉膠球濃度須以1%、3%及5%;明膠膠球濃度則以25%、30%及40%,讓其在不同的酸鹼值環境下,進行測試實驗。而這些材質及濃度之下,呈現出較符合人體模擬條件的是海藻酸鈉膠球濃度3%及明膠濃度40%,因此,我們選此兩種材質及濃度度來進行模擬人體生理狀態之實驗,實驗結果顯示,明膠膠球由於會受限於溫度的影響,無法達到我們的要求,而海藻酸鈉膠球的實驗結果則較接近光泉晶球。因此,我們成功地模擬了晶球在人體中可能的變化狀況,讓我們知道晶球對於優酪乳中的益菌,真的發揮了相當大的保護作用哦!

橡皮筋的壽命

日常生活中所使用的橡皮筋,彈性會愈來愈鬆。我們想了解:有哪些因素會改變橡皮筋的彈性?造成橡皮筋使用壽命的縮短?日常生活中該如何使用橡皮筋來增加它的壽命?經由這次研究我們發現:光照時間、不同光源、不同溶液(汽油、麻油、鹼性溶液)和高溫下都會改變橡皮筋的彈性。它們會使橡皮筋變鬆,但是鹼性溶液會使橡皮筋變緊。如何增加橡皮筋的壽命?是日後研究發展的方向。

變因控制--蠟燭的毛細現象和燃燒關係

上自然科學課時,大家都專心仔細地做悶熄蠟燭實驗,突然那個頑皮的「博士博」羅揚明也拿著一支特別的蠟燭讓我們悶熄。我們很好奇,就悶悶看,哇!悶熄的時間怎麼那樣短!噫!燭芯也特別長!好奇怪喔!哼!看羅揚明得意的樣子,心裹真不是滋味,我們便拿著蠟燭問老師,於是開始研習控制變因的遊戲!