全國中小學科展

化學科

灰水能作清潔劑

過年時我幫媽媽大掃除,媽媽分配給我一些輕鬆的工作,洗墊鍋壺類的用具,並從爐灶真挖了一大堆的灰,叫我用灰洗擦就可以。經過一陣洗擦之後,每一樣用具都光亮如新。我覺得很奇怪,為什麼灰的功用如此好呢?我問媽媽,媽媽叫我問老師。於是在老師的輔導之下,我們全班做了一項灰水性質的實驗。

“晶”華再現

在我們日常生活中常見的,如糖、鹽、味精、明礬、冰晶、礦物等,都是結晶體。而這些肉眼看起來不起眼的小東西,在顯微鏡下可看見它美麗又有趣的形狀。當溶解晶體的水蒸發後,一些晶體因為水分的缺乏就慢慢的跑出來;或者是當我們將飽和溶液再加入溶質 ,加熱溶解後,在溫度下降時,也會有晶體跑出來,這就是「結晶」。利用這次實驗,從觀察顯微鏡下的結晶世界出發,了解結晶的生成和形狀,比較不同晶體的結晶速度,並探討可能影響結晶的變因,幫助我們養出及找出製作漂亮結晶的方法,讓結晶以藝術的型態呈現,使大家更了解結晶多采多姿的細微變化。

利用變質穀物的澱粉水解製造酒精的探討

一、利用不適於人類或動物食用的變質穀物的澱粉生產酒精,其原始成本節省很多。 \r 二、以SnCl2和鹽酸為催化劑可完全水解生澱粉為葡萄糖。 \r 三、以微波照射生澱粉溶液可完全水解為葡萄糖。 \r 四、水解時間、水解溫度及手磨穀物時間對葡萄糖的產率有很大的影響 。 \r 五、生澱粉溶液經催化劑水解成葡萄糖溶液再經發酵即得酒精,不必經蒸熟步驟可節省大量能源。

鐵變身的奧秘

我們會做這個實驗是因我們在上美勞課時,由老師所提共的刀片大部分都已生鏽,造成我們使用上的困擾,也因此讓我們探討起鐵生鏽的相關知識。此實驗最主要能補充課程教材所不足的部分,這學期牛頓版自然科第十二冊第一單元也在探討鐵生鏽相關的課程,我們的實驗驗證了鐵生鏽的條件必須要同時有水和氧的存在。這部分課本並沒有詳述,一般我們同學都會認為鐵釘放入水中就一定會生鏽,為了能控制變因,我們把水加熱,滴入油覆蓋,製造無溶氧的水來證明鐵釘在只有水沒有氧的情況下不會生鏽,同理也製造無水汽的氧來證明鐵釘在只有氧沒有水的情況下也不會生鏽。最後我們使用乾燥劑和利用碳對氧的活性大來防止刀片的生鏽,效果相當的好,也完成當初我們所設定的問題,也要特別感謝老師的指導。

基隆河污染的討論

本校位於基隆河畔,吾等日常觀察其濁度,似乎一年比一年嚴重,遂發生探其究竟之興趣。

「晶然成功」?錯鹽[Cu(NH3)4SO4‧H2O]晶體製備方法之探討

寶石,光彩炫麗的外表深深吸引著我們。而晶體也像寶石一樣晶瑩剔透,因此引發我們的濃厚興趣。於是請教老師,是否能靠簡單的化學實驗來製造出美麗的晶體。根據老師表示,在高中化學實驗中有一種錯鹽[Cu(NH3)4SO4‧H2O] 的製備實驗,過去以來總是無法得到較理想的晶體,因此老師建議我們可以用這實驗為基礎,找出適當的方法來得到更理想的結果。 於是,我們重複課本裡的實驗步驟,按照教材中的內容,一步一步確實的操作。然而結果所得到的,卻是一沱一沱有如爛泥的糊狀物,無法稱之為晶體,而且其中還雜存著不同的藍色物質。我們發現晶體養成,似乎不是那麼容易,因此我們決定找出課本中實驗步驟的缺失,並加以修正,而且還要想出更適當的方法,來得到晶體。

你吃橘子我要皮

光復節快到了,叔叔要結婚,我們全家總動貝,粉刷門牆,我負貴擦客廳的鐵窗,擦得我滿手滿瞼,不多久我就口渴想暍水,開水完水,只好去找橘子解渴。橘子剝完了,整個橘子卻都沾滿了油漆不能吃了,而我手上的抽漆卻減少了”我覺得好奇怪,用水洗都洗不掉的油談,怎麼剝橘子皮就掉了呢?第二天我去誚教老師,老師說這是個很好的問題,我們就開始研究了。

假酒現形─以呈色法檢驗假酒

本實驗是因為學生對於課本中--紫色高麗菜汁可以用來檢驗水溶液的酸鹼度,發現用顏色檢驗檢水溶液的酸鹼性是一個快速又有效的方法。所以想利用這種原理,找出一種遇到假酒就會變色的檢驗液。利用三種調配的溶液放入酒中以偵測是否含有甲醇(含有者為假酒),本實驗分成四個小實驗,一、實驗酒中的各類成分是否會變色與對甲醇的變色情形。結果發現檢驗液只對甲醇會呈現紫色。二、實驗酒中能使檢驗液呈紫色的甲醇含量的最低百分比(%)。結果發現只要微量的甲醇就會變色。三、檢驗市售酒類的呈色情形,發現市售的酒類正常下是不呈紫色 。四、檢驗市售酒類加上0.1%甲醇(國家甲醇含量標準0.1%以下)的呈色情形。結果發現假若加上0.1%的甲醇一定會使檢驗液成紫色。以上述四個實驗的結果得知,檢驗液的確可作為假酒的檢測液。

以離子交換樹脂分離離子,並探討影響分離效果的因素

在化學實驗課中,曾應用陰離子交換樹脂分離Fe3+,Co2+,Ni2+三個化性相近的離子,但是每組實驗的結果卻不盡相同,到底是那些因素造成這些結果的差異呢?且化性相近的離子,是否都可以離子交換樹脂予以分離?基於以上的問題產生,我們多方思考,設計下列實驗,期能獲致較為明確的影響因素。

藍染的化學世界

藍染是一種美麗而有趣的傳統技藝,每一個步驟都有他的科學原理。中藥青黛與靛藍製作過程相同,故本實驗用青黛取代由植物製得靛藍之過程,效果良好。而要將難溶靛藍製成染液,需將其還原,有生物發酵及化學還原兩種還原方法,經測試生物發酵的最佳條件是pH值13,溫度30℃;化學還原最佳環境為pH值13, 40-50℃。另外由於此過程為氧化還原,故我們將氧化劑青黛與還原劑保險粉之水溶液分別置於兩燒杯,發現在適當條件下,可得比乾電池大之電壓,故認為經過良好的研發可在製作染液的同時發電,成為「藍染電池」。此外亦可將此染料製成書寫工具,油性的以低極性有機溶劑萃取後濃縮,溶劑回收,而水性的則可先將靛藍還原,密封於筆管,書寫後氧化成為深藍。