全國中小學科展

化學科

果燃油種

我們發現學校廚房的廢油處理管道都非常的少,我們想為它另開一條處理管道,最後發現學校的廢油可以和市面上一些可回收的植物渣渣混合製成廢油燃料。以下是我們探討出的結果: 一、燃料在進行基本燃燒特性探討的實驗中,廢油燃料燃燒時味道有其渣渣的香味,煙量也不多,大部分只有白煙和少許的黑煙,而且燃燒時間可以非常久,而同樣的體積市售燃料很快就燃燒完了。 二、在火光亮度的實驗裡,廢油燃料的火光亮度可達80流明,而市售燃料平均無法達到4流明,這證明著在需照明的夜裡,我們所製作的燃料可以用來取代一般市售燃料 三、安全性實驗中,我們實驗比較兩種燃料的安全性,發現酒精燈、酒精膏燃燒時打翻會使的整個桌面燒起來,而所有的廢油燃料在燃燒時被打翻後火焰仍不會擴散,有些還會順著風勢自然而熄滅,顯現出我們的廢油燃料比市售燃料安全許多。 四、問卷調查結果發現,大部分的民眾都了解市售燃料的危險性,甚至有高達95%的民眾支持我們的產品,也期望我們能做出一個環保、安全的燃料。我們還知道了大部分的民眾認為好的燃料須具備三種條件:一是安全性高,二是原料取自於自然,三則是使用時對人體無害。 經過了這麼多的實驗,我們覺得最能取代酒精燈及酒精膏的是加入咖啡渣和薑渣的廢油燃料,因為咖啡渣和薑渣在燃燒時不像紙屑或木屑等燃料會產生汽油味和較多的黑煙,咖啡渣燃燒時甚至會發出咖啡香,兩種燃料在燃燒時只會產生少許白煙,而那些白煙大多是無害的水蒸氣;兩種廢油燃料打翻時火勢都會順著風勢而熄滅,安全性極佳。

廢物利用-喃甲醛的探討

節約能源不僅要「當省則省」更應「廢物利用」,根據資料所載,呋喃甲醛能與多數物質形成縮合物,可當耐隆原料,硝化纖維用溶劑,合成樹脂,照明雕刻法,保存劑,製備呋喃甲醛脂及其衍生物……等諸多用途;而一般廢棄不用的農作物,如玉米穗軸、穀殼、麥殼、蔗渣……等均可經酸水解後再脫水產生呋喃甲醛,中國向來以農立國,稻米、甘蔗產量尤其豐富,若能進一步加以利用則更顯其重要性,故著手研究。

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。

鹵素活性大小比較的設計與廢液處理

在國中理化課本第二冊第九章我們學到了一些重要元素的性質及反應,尤其在 9 - 2 節有關鹵素的示範實驗,覺得又好奇又喜歡,它係利用四氯化碳溶劑使反應物產生各種顏色的變化來比較活性的大小。雖然動作簡單但總覺得不順手。而溴碘等之製備並無介紹,以及實驗完後混合液及餘氣應如何處理或回收並無加以指示,因此為配合政府環保政策就在老師的指導下以此作為研究的主題並加強環保之工作。

那一種墨汁最適合寫在紙、布、塑膠上面?

每當春節前,可看到一些而人,當場寫「春聯」在賣,又有時,可看到”把「沙拉脫」倒入硯台內,和墨汁一起磨,因為感到好奇,回到家後,也用「沙拉脫」試的結果,果然不錯,磨出來的墨汁、顏色更黑亮。因此,又想到,假使再加其他物質一起磨黑,是否也能有同樣的效果產生?假使,學童的衣服沾到這些墨汁,該用什麼方怯來把它洗掉?

MnO4-(aq)在陰陽兩極游動實驗之改良研究

我們曾依國中化學課本第十三章「把濾紙放在載玻片上」,以0.05M 之稀硫酸溶液滴在濾紙上,使它與載片黏接,再將兩條導線上的鋼夾”分別夾住載片和濾紙之兩端”並將兩極分別接上電池組兩極,最後在濾紙中央放一小粒過錳醉鉀晶體 10 分鐘後,便可觀察到紫色的MnO4的游動,然而我們完全照著書中的方法進行實驗,根本看不見紫紅色的MnO4的游動。因此為了探究原因及希望更明顯的看到MnO4儀的游動,我們進行了以下的實驗。

油膜實驗改進探討與新發現—棉紙線圈方格法介紹

油膜實驗是在化學課本第一冊第 89 頁的實驗 6-2 即是依據表面張力原理,利用硬脂酸的石油釀浴液,求取硬脂酸的粒子(分子)的大約直徑,在實驗的進行前後,同學們從出了很多類似的問題和疑點,諸如水深的問題、滑石粉薄膜問題、硬脂酸的擴展面積無法計算問題等等,這些在課入與老師的參考資料中,均無交代,因而引起了同學們探討的興趣與研究動機。

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。

明爭暗「豆」——以導電度及透光度探討製作傳統豆腐時蛋白質凝結之關鍵

傳統豆腐主要成份除水之外就是蛋白質,豆漿的蛋白質凝結作用是傳統豆腐製作過程中最重要程序,對於豆腐的產率及品質有著重要而直接的影響。我們發現豆花粉及鹽滷中可使豆漿中的蛋白質凝結之成份為Ca2+及Mg2+。濃度2%的氯化鈣水溶液加入45℃的豆漿最能滿足製作傳統豆腐時蛋白質凝結量最大、乳清透光性高及乳清導電性低的條件。由豆漿蛋白凝結時電阻變化,得知40秒後蛋白質與氯化鈣作用趨近於緩和。 利用自製儀器精準測量導電度及透光度的有趣結果,探討蛋白質凝結之關鍵,對於豆腐之生產製作將會有相當的幫助 。

光束中盤旋的精靈─層化液體中氯化鈉粒子的運動探討

本實驗以帶狀雷射光束通過溶液水體,形成一面放射狀光牆,溶液能讓雷射光產生散射,表示有明顯的廷得耳效應,亦證實本實驗溶液為顆粒頗大的膠體溶液。加上雷射光通過膠態粒子產生繞射,可以明顯看到光點粒子。 膠體粒子於一連續相中受到外界所施加的電位、溫度、或溶質濃度梯度的驅動,所產生之輸送行為,稱為泳動。本實驗將氯化鈉固體溶質溶於水,未經攪拌,水體內部呈現濃度梯度差,產生溶質運動的驅動力,造成膠體泳動時,有明顯光點顆粒沿著與濃度梯度垂直方向上升。 藉由錄影到的氯化鈉光點顆粒運動路徑,追蹤特定光點顆粒移動情形,根據觀察到不同光點粒子的運動模式,除了有向上移動之外還有橫式旋轉與直立式旋轉運動情形。測量固定距離各顆粒泳動所需時間,並計算光點泳動速度。不同橫式旋轉與直立式旋轉速度比,以及影像圖片資料,推斷氯化鈉運動粒子的結構型狀。 改變水的溫度,從低溫10℃時,顆粒緩慢垂直上升,逐漸增加溫度,光點顆粒明顯加快上升移動速度,且加快速溶解、沉降的畫面,驗證了自然課本的化學正逆反應速率的情況。溫度越高粒子能量越大,運動速度越快,正逆反應速率也越快。