全國中小學科展

化學科

大家一起來比色—比色法實驗器材的創新及改良

●目測比色法所求得的數據誤差率大,因此利用自製的器材(光敏電阻),測定Fe3+ + SCN - FeSCN2+ 的平衡常數。 ●確定以自製器材改良比色實驗的可行性 ● 用不同濃度的溶液搭配本實驗 ● 溫度對本實驗有顯著的影響 ● 改變比色法的光源,研究其結果 ● 本實驗有重現性,器材具有量產的價值

寒暖霜晶透春秋~探索天氣瓶

本篇報告從天氣瓶的基礎認知著手(第一部分),藉著增加天氣瓶的鹽類、藥用酒精之含量(第二部分),找出每一種物質對配方溶液的影響;接著減少水分,發現水分對天然樟腦藥用酒精溶液的析出溫度有增加的趨勢(第三部分)。由前方探索,我們用找到的規則性,製作對二氯苯藥用酒精溶液,並添加水分,增加析出溫度,做出第一種系列結晶溫度的水晶腦天氣瓶(第四部分),最後找到萘片結晶相關條件:在酒精中增加丙酮,減少析出溫度,終於得到第二種系列結晶溫度的萘片天氣瓶(第五部分)。 以原配方天氣瓶為主軸,統整查詢的資料,改變不同的物質,我們發現不同天氣瓶的內容物溶劑比例對析出溫度有規則性,可以推算公式,做出各具特色的美麗天氣瓶。

你濃我濃到底溶不溶---砂糖及食鹽單雙溶質溶液之性質探討

本研究探討砂糖及食鹽分別在水中(單溶質溶液)及混合在水中(雙溶質溶液)的多種性質探討。研究結果我們觀察到食鹽在飽和砂糖水溶液的溶解量會比單純在水中的溶解量小很多,但砂糖在飽和食鹽水溶液的溶解量反而會比單純在水中的溶解量大,我們以不同溶解機制來解釋;砂糖及食鹽晶體中的水分含量很少,對溶液的溶解度影響不大;密度、沸點、折射率隨溶液濃度增加而增加,比熱、凝固點隨溶液濃度增加而減少。

亮不亮,有關係─LED在電化學的應用與溶液電導度特性探討

本研究用LED取代「電解質實驗」的鎢絲燈,來分辨水溶液為弱電解質或非電解質,發現黃光LED的效果最明顯,而最佳適用條件為溶液濃度低於0.01M,電源電壓在3.0V~4.6V之間;並利用此特性,配合「減量實驗」的設計,可達到減少實驗藥品浪費的目的。 此外還對溶液的導電性加以研究,發現(1) 離子運動快慢情形:H+>K+>Na+,OH->Cl->NO3-;(2) 溶液溫度上升電導度不一定增加,還要考慮電解質的解離情形;(3) 溶液離子濃度越高導電性越佳。 最後利用LED及溶液的電導度特性,來改善國中課本中「酸鹼滴定實驗」及「反應速率實驗」的觀察,以電導度的變化來了解電化學反應的進行,並進一步設計了「運算放大器電路」來呈現變化,以利教學上的實際操作。

如何突破飼料要求率(Feed Converslon)的最高標準

(一)政府為提高國民營養水準,改著農業經濟結構,正不遺餘力發展畜牧事業,在所訂的新六年經建計劃中,今後農業生產每年平均成長率將在2.9~3.4%之間,其中以畜產成長率最高為6 ~6.8%,依據省農林廳的統計,決至六十八年底為止,占最高比例額的二種畜禽為雞和豬,豬現有頭數為五百四十萬餘頭(其中肉精增加率為 20.04 %占最高位);雞現有頭數為四千四百三十餘萬隻(其中肉雞增加率最高 18.52 % );可見二者實為我國目前最重要的畜產。(二)由於經濟的快速成長,國民所得的日漸增高,其對畜產的需求正日愈迫切,根據農復會等(資料來源包含歷年糧食平衡表等之平均值)統計去年台灣平均每人肉類消費為 35.92 kg,其中豬肉占 62.18%、雞肉占 33.87 % ,合計占 96.05 % 亦可證明二者確為國民最需要的畜產,(三)我國去年進口穀類四百餘萬噸,支出外酒高達新台俗二百餘億元(美國農業部統計資料),其中飼料用般約二百七十餘萬噸約達 60 %以上。我國目前屬海島型國家,個料原料生產受地形限制,大部端賴進口(推估十年後約須進口九百萬噸,支出外酒約五百五十億)故極易受到國際行情變化的重大影響(因為畜牧事業其飼料成本占總成本的 70 %以上)。吾等平日對畜禽飼養與禽畜營養學頗有研究興趣,故對如何突破飼料要求率( feed conversion )節省飼料原料,減低飼料進口和依相的療結所在,著手進行實驗研究”。

「混」是「膜」王─探討海藻酸鈉及澱粉混和薄膜的特性

本研究旨在探討海藻酸鈉、澱粉及兩者混和成膜的特性,並討論上述薄膜添加氯化鈣進行交聯後對薄膜特性的影響及應用,希望將薄膜進一步應用在生活中。研究發現支鏈澱粉含量多所組成的薄膜,黏性高、易破、厚度最薄;添加澱粉量愈多的薄膜愈硬脆,若提高海藻酸鈉濃度可使膜較為平整柔軟;與氯化鈣交聯成膜則會使薄膜厚度增加、面積縮小;添加澱粉的海藻酸鈣薄膜吸水率提高,3%糯米粉乾粉混合膜的吸水率達99%最高,薄膜乾燥前期的含水率下降速率較快,將此薄膜重複吸水,第一次吸水量最高,之後的吸水量減低且往復吸水、乾燥的速率提高,將薄膜添加水晶寶寶可使吸水量增加製成吸水墊,以期取代目前生鮮食材用的PE淋膜不織布吸水紙,將能更具環保價值。

你會製造漂亮的晶體嗎?

在化學第一章中提及精製食鹽得到正立方體形的精鹽晶體,引起我很大興趣,於是我間理化老師:「是否各種晶體形狀皆是正立方體呢?」答案為「否」。我又問:「能自製否?」答案為「能」。有一天我與幾位同學去逛書局,在「物理科學叢書」中,找到一本與晶體有關的書,終在老師指導下,展開「科展」。

奇異的絲

有一天,我吃橘子時不慎將橘子皮的汁液,滴落在健健美的瓶底上。於是我用手在上面摸拭了幾下,卻感到黏黏的。我覺得奇怪,就用手掌往瓶底壓,並且很快的往外拉時,卻生出了很多的白色絲狀物,經重覆的做了幾次,也發現同樣的情形。於是我們將這些「絲」狀物拿去請教自然科老師。經研究的結果,以下就是我們的。

酸鹼中和反應中和點之研究

國中化學第三冊十八章第一節介紹酸鹼中和滴定,以已知濃度之酸(或鹼)來測定未知濃度之鹼(或酸),但要測定正確之中和點平是件容易之事,只是靠著指示劑遠不能正確的測出中和點,於是利用課餘及寒假的時間邀約志趣相投的同學在任課老師的指導下,加以研究尋找出如何測定中和點比較正確之其他方法,經過了兩個多月的悉心研究、探討,終於找出了兩種方法,它們一一為(1)利用反應熱測定中和點。(2)利用電導度測定中和點。

吃我一顆水球-探討無瓶水製造方式和性質檢測

網路多種製作無瓶水方法,經操作發現不是每種方法可製作出內裝水球。所以我們研究找出海藻酸鈉水溶液與含鈣水溶液濃度組合及各項檢測。歸納出:1.海藻酸鈉水溶液應選擇0.5%~2%濃度;2.含鈣水溶液:氯化鈣水溶液濃度至少1%、乳酸鈣水溶液濃度至少要2%較易製作出水球膜;3.保存應浸泡於純水並置冰箱冷藏,連續200小時紀錄無瓶水的流失率可降至19%以下;4.物理測試發現1%海藻酸鈉水溶液所製造出的無瓶水球在耐壓、拉力及自由落體表現均好;5.化學測試無瓶水質都符合臺灣自來水公司「飲用水水質標準」之相關檢驗標準。 當飲完無瓶水後,水球膜在自然環境下日漸分解不占空間也不汙染環境。希望無瓶水的研討能喚起環保概念,減少塑膠瓶使用。