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化學科

動「池」凍「池」--水果電池

本實驗中我們嘗試去探討各種影響水果電池效率的因素,如電解液的成分、濃度與溫度、電極種類、電極的間距、接觸面積、電池電路的連接方式等因素。經實驗後發現以下結果:一、當電解液的濃度或溫度增加,電池電流量會增強。二、當電極間的距離越近及電極接觸面積增加時,電池電流量增強。三、影響水果電池電功率最大因素為電極的金屬種類,實驗中以鎂鋁–銅作為電極的發電功效最好。四、將果汁製成果凍電池,可以微增電功率。接著我們試著利用在電子廢棄物回收廠,找到的銅箔基板廢料當正電極,廢筆電外殼的鎂鋁合金當負電極,製成的簡易電池模組可產生更佳的電功率,單組電池模組電壓值就達1.66 V(電功率86.33 mW),串聯三組電池模組總電壓值可達4.74 V(電功率182.96 mW),若串聯六組電池模組總電壓值更達9.57 V(電功率320.59 mW),另簡易電池模組連接3 V直流馬達可使其運轉,因此,簡易型果凍電池可作為緊急時低功率電子產品之供電用途。

奈米分子篩與本土植物染,讓藍染復活

本實驗提供一個使傳統藍染工藝復活的契機,希望從減少時間成本、珍惜染料資源、減少操作複雜度、根絕水污染及減少臭味等方面提供改善方案。從結果可看出得知鉑黑分子篩可無窮重複使用,在反應過程中無其他副產物出現,並且可在常溫中進行,相對於化學還原法尚會生成硼酸鹽類,雖然硼酸鹽污染性低,但硼氫化鈉反應性高,在水中除還原染料外,尚會自行分解,故從環保、安全及經濟方向思考,鉑黑分子篩確實是讓藍染工藝復活的不二選擇。本實驗發現分子篩催化還原法,其反應以速率定律式來看為零級,如此可使控制及管理更為方便,可在反應之初,就可正確預估何時必須加入反應物劑。未來希望尋找更多具同樣性質的還原劑,及不同植物染料,使其不僅符合經濟效益,更可結合傳統與現代,使傳統具有新的生命。

氧樂多-雙氧水的研究及新反應器的研製

我們進行理化實驗時,發現在雙氧水中加入二氧化錳將快速分解產生氧氣,且能以排水集氣法收集氧氣;但需要添加多少的二氧化錳和雙氧水才恰當?除了二氧化錳外是否有其他的催化劑呢?到底影響雙氧水分解因素有哪些呢?這些疑問促使我們想要更一步設計實驗研究,並設計製作簡易優良的雙氧水反應器,以節省藥品用量,且有效的進行燃燒實驗,符合實驗環保化的要求!

金屬晶體堆集模型的設計與製作

化學實驗課中,我們用通草球和牙籤所做的晶體堆集模型,因為容易鬆動而無法擴大,只是一兩個單位晶體拼湊,觀念仍然模糊不清,尤其是六方最密和面心立方的堆集更難由通草球和牙籤的模型中分辨清楚,即使有辦迭利用萬能糊把晶體結構擴大,由於結構的複雜,仍然令人眼花撩亂,對於老師所提到諸如單位晶體的位置,每種晶體間各層次的差異,晶體中原子的配位數以及單位晶體內的原子數等問題,甚難獲得具體的概念,因而減低了我們學習的興趣,於是我們建議老師能否將通草球著上顏色以便分層次,進而想到何不利用內裝燈泡的半透明塑膠球,不同頭色代表不同層次,固定在硬塑膠管的架構上,再配上打光閃動的效果,來辨認晶體的結構呢?如此不但能提高學生的學習興趣,而且能使晶體結構一目了然,解決一般學生對晶體堆集的模糊觀念,所以利用寒假時間,我們便在老師的指導下著手製作。

各種乾燥劑吸濕性質之研究

有一次客人送來一盒海苔,我和弟弟很高興的吃完後,「咦!裡面還有一包糖果。」正要把它打開來吃,爸爸趕緊制止:「啊!那是乾燥劑,不能吃!」乾燥劑是什麼?為什麼要放在海苔裡?其他地方哪裡還可以看到乾燥劑?乾燥劑不能吃,能玩嗎?一連串的疑問,引起我探討問題的興趣。於是在老師的指導下,展開有關乾燥劑的研究。

晶奇再現-天氣瓶的結晶探討與改良

為探討風暴球結晶變化之因,我們先對硝酸鉀、氯化銨、樟腦與其混和溶液進行微觀、肉眼觀察與X光繞射檢測,結果發現,樟腦與氯化銨構成羽毛狀晶形,硝酸鉀為羽毛間的結晶核,故三者相混和的羽毛狀晶形最為清楚。 再藉由進行多溶質溶液與低介電常數溶劑測試時所學的知識來製作風暴球,然後再對自製風暴球進行結晶因素的探討,結果發現,結晶變化與光照度、光顏色、聲波頻率、電流、接觸材質、濕度與氣壓無關,也無預測功能,只與溫度、溫度下降速率與溶解次數有關。 最後,再以甲基紅、廣用指示劑與自製色度計來改良自製風暴球,成功製造出一成本低廉、適合台灣天氣、顏色可隨天氣改變與可當作簡易溫度計的變色風暴球,為風暴球增加趣味性與實用性。

「校園大染缸」─植物萃取汁之應用

找尋校園中可供染色之植物,並探討植物之重量、媒染劑、染色時溫度、染色次數……等對染色之變化差異。

藉土壤以探討滲透平衡定律

曾經以 U型管、半透膜、探討流體之動力現象,界定了滲透壓並體認微觀下的滲透意義。又,由高中池球科學課木關於岩石、土壤中地下水滲流,所捉「達西法則」。引起以「化學動力學」統整滲透概念的興趣,於是,以地殼中化性最安定,物理組織易於觀測的土壤為界面。

溶劑介電常數對混合物分離效果之探討

(一)在飽和食鹽水溶液,及飽和蔗糖水溶液中,分別加入不同介電常數的溶劑(其介電常數小於水且能與水互溶),探討析出食鹽晶體及蔗糖晶體質量與溶劑體積的關係。\r (二)從飽和食鹽水溶液中加入不同介電常數的分離溶劑,探討析出食鹽晶體質量與分離溶劑介電常數之關係。\r (三)以水與各種介電常數之分離溶劑配製成不同質量之混合溶液,探討對食鹽及蔗糖溶解度之影響,並進而建立其三成分系圖。\r (四)由三成份系圖,尋求分離食鹽與蔗糖混合物之最佳分離區。\r (五)利用沉澱定法驗證最佳分離區之分離效果,以資高中化學實驗之改進參考。

美麗的劍蘭花-----您知道他有那先些廟的用途嗎?

快過年了,街上的花店,正展售著各種美麗的鮮花。一天,看見一種花,長長的莖上,開著朵朵豔麗的紅花,隔天,我們問老師,這種花的名字「那叫劍蘭」,我想,名字真好聽。接著,我們又問了老師一些有關於劍蘭的問題,老師一一的回答我們。最後老師笑著說:「既然你們對劍蘭那麼有興趣,何不研究看看哪?」於是我們利用假期,做了一系列有趣的實驗。