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化學科

植物色素對酸鹼的反應

當我們知道石蕊試紙遇酸會變紅,遇鹼會變藍的時候,大家都非常驚奇,因為這反應太神奇了。為了想知道是否任何植物的色素對酸鹼都有反應,我們全班同學就展開了以下的實驗。

自製濃度觀測工具及其在高中化學實驗的應用

在高中的化學實驗中,有許多實驗設計是以肉眼觀察,常因個人辨識力的差別產生誤差。本實驗利用光敏電阻,連結數位電表與電源,自行製作了一個觀察溶液濃度的裝置,應用在許多高中化學實驗上: (一)化學反應速率實驗,以自製的濃度測量工具,測量硫沉澱一定量所經過的時間,可輕易判斷出反應速率與硫代硫酸鈉的濃度成一級反應、與鹽酸濃度成零級反應;(二)酸鹼滴定實驗,當溶液變色的時候,自製濃度觀測工具的電流會有明顯變化,以電腦紀錄反應過程,繪出電流-時間關係圖,當電流迅速下降時,即為滴定終點。依此方式可以讓機器自動滴定,不必擔心滴定過量的問題;(三)氧化還原滴定實驗,如同前述的酸鹼滴定,依電流讀?發生明顯變化時判斷滴定終點,未來可以應用在設計自動滴定計;(四)平衡常數的測定實驗,當溶液的透光度相等時,觀測到的電流值應該也會相等,由機器判的結果使得實驗結果的精確度提高甚多。

廚房實驗室遇見DNA

本研究的目的在探討數種水果分解?,對萃取洋蔥 DNA 的影響,想了解在什麼情況下,哪一種水果分解?的反應最快。研究結果發現:實驗所選水果都含分解?,以火龍果汁分解?反應最快。沒有加火龍果汁分解?的洋蔥溶液,加入酒精後一樣會分層出像 DNA 的白色棉絮團狀物,但分層時間長,超過 15 分鐘以上;而加入火龍果汁後,反應時間明顯會增快,快至 30 到 40 秒內完成,可知火龍果汁分解?有催化作用。在火龍果汁的量方面,由 0%逐步加到 20%時,以 10%反應時間就達到極限,再增加單位果汁量並沒有顯著差異。在不同溫度的火龍果汁方面,除了常溫(22.5℃)外,冷凍(-10℃)、冷藏(4.2℃)和加溫(42.9℃)反應時間都變慢,這是因為每一種?都有一個反應最佳的溫度,溫度太低,?的活性會降低,溫度太高?可能會變性失去催化作用。本研究用的火龍果分解?在常溫下的反應最快。更進一步的研究發現,以最不易被萃取 DNA 的鳳梨當分解?,萃取火龍果種子的 DNA 時,可以萃取到較純又多的火龍果 DNA。

菜汁也能變色嗎?

我最喜歡吃紅鳳菜,因為它不但味道好,紫紅色的湯,也很美麗。一天,媽媽又煮紅鳳菜了,大家正吃得津津有味然弟弟不小心把桌上的一瓶醋打翻了,醋流進了紅鳳菜盤裏。唉!真可惜!一盤好菜報銷了,這時,我發現原本紫紅色的湯然變成了紅色,好奇怪呀!

發、發、發

有一天,媽媽在廚房裡做包子和饅頭,看到媽媽在麵粉裡加水、糖和酵母粉搓揉成團,過了一段時間,麵糰竟然變大了,我覺得非常有趣。為什麼麵糰會變大呢?為什麼饅頭撕開,裡面會有許多小洞洞呢?於是,我就和幾位有興趣的同學一起研究這個問題,並請老師指導我們。

從不朽的廢物-塑膠袋中提煉出油來

我們時常在放學途中,看到有人撿拾廢置的塑膠袋,但未明究竟。請叫老師後,知道是因為塑膠製品不受細菌分解,無法腐爛,所以收集回爐重新製造,或者乾脆燒了。

「遇水則發…熱」--自熱包大解密

我們在便利商店看到一款「自熱火鍋」,發現裡面的自熱包,只要透過加水,在不用明火的狀況下便能夠將食材加熱甚至煮沸,於是我們便想要探索其中的原理。我們首先針對這個實驗設計了可以標準化測定、且可避免外界熱干擾,同時也能方便觀察偵測的「絕熱箱實驗盒」,接著進行自熱包的相關實驗。在其中發現自熱包中不只有只有生石灰的成分,還包含了鋁粉。藉由進一步的實驗分析,我們找出自熱包可以達到最佳加熱效益所需添加的最佳水量與自熱包的質量比。另外透過分析自熱包的加熱溫度曲線,找出其中成分的最佳配方,也探討如何透過改變包材,改變自熱包的發熱反應開始時間、有效工作時間,並探討如何避免氫氣的產生和爆炸的風險。

凝膠密碼~阿拉伯膠(Acacia Gum)的凝膠特性在酒精濃度量測上的應用

本研究在探討阿拉伯膠(Acacia Gum)添加酒精的凝膠反應,改變膠液的pH 值後膠液黏滯度會不同,膠液pH 值=9.72 時滴定不同濃度酒精較不易凝膠;而避免凝膠的膠液濃度以1:2(膠粉:水) 33.3%的效果最佳。最後我們成功利用阿拉伯膠的凝膠變色與逆反應,以透光照度法和透光電壓法檢測酒精濃度,並建立檢驗標準曲線。

乙烯吸收劑

我們利用化學課本介紹的反應方程式,設計製造及收集乙烯的方法。再依化學課本所列會與乙烯反應的物質如過錳酸鉀等,加上有吸附作用的活性炭等物質,測試其吸收乙烯的能力。結果以活性炭及過錳酸鉀水溶液效果最好。因此選擇這兩種製作乙烯吸收劑,我們由實際測試,證實切的蘋果會釋放乙烯,且只要極微量的乙烯就對植物有重大影響。我們的實驗結果顯示,應用自製的乙烯吸收劑,配合嚴密的攔阻設計,可有效減弱乙烯對植物的影響,若控制得當,可進一步影響綠豆芽的長短與粗細,也能有效操控綠色香蕉的成熟速率。

電子流動的真相

單獨將銅片放在酸性的電解質溶液中,不會產生氫氣,但若我們把本身在酸性溶液中會產生氫氣的金屬與銅片接觸,兩端都會產生氫氣,例如:鋅片與銅接觸後,除了鋅片上本來就會產生氫氣外,銅片上也會產生氫氣,這證明鋅銅片間有電子傳遞,比較鋅片與銅片產生的氫氣體積,推算出鋅銅片間電子傳遞的比例,討論不同變因造成的影響。經由這個實驗,我們得知更好的方法詮釋陰極保護法,另一方面,也能延伸至如何得到一個有更高效能的電池,或是發展出不需外加電壓的電鍍(浸鍍)技術。