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化學科

蝦兵蟹將─讓「磷」不再有問題

蝦蟹殼主要由幾丁質、蛋白質、礦物質三種成分組合而成,重量大約各佔三分之一,本實驗以蝦蟹殼為原料,經由洗淨、乾燥、磨碎之後,再以強酸強鹼處理,分離出幾丁質,幾丁質再經高濃度強鹼反應,製得幾丁聚醣,由於幾丁聚醣可溶於弱酸,因此其應用性較為廣泛。實驗中將幾丁聚醣溶於醋酸溶液,並使用培養皿為模具,製作幾丁聚醣薄膜,探討幾丁聚醣薄膜對於不同濃度及不同pH值的磷酸鹽類的吸附情形,以及單片幾丁聚醣薄膜對於磷酸鹽類的最大吸收量,最後再以真實水體進行測試。實驗的證明可以得知幾丁聚醣薄膜在pH=5.5的環境下對於磷酸鹽的吸附有顯著的效果,約可以吸附0.154mg P /0.2g幾丁聚醣(單片),有助於水質優養化的改善!

神秘魔法石,銅銅抓起來

學校及工業的硫酸銅廢液處理已有多種方法,然而我們研究出全新的方法,利用大理石吸附並去除水中的銅離子,不但可以使硫酸銅廢液達到放流標準,且可以回收硫酸銅晶體。我們加入氨水使溶液呈深藍色,再用分光光度計測波長590nm的吸收度,發現大理石對各種銅鹽均可吸附而表面呈藍綠色,大理石質量越大、顆粒越小則飽和吸附量越大,初始pH值不影響飽和吸附量,低溫時,吸附速率及飽和吸附量均下降。我們證明大理石吸附硫酸銅為化學吸附作用,表面藍綠色附著物為鹼式碳酸銅。我們又發現無灰粉筆也可以吸附銅離子,所以廢棄粉筆有了新用途。最後我們把已吸附銅離子的藍綠色大理石,利用硫酸洗出銅離子,經由再結晶得到硫酸銅晶體,回收率達91%以上。

利用簡易光電儀器測定反應速率

國中化學課本第十九章中有關反應速率的實驗,其中利用硫代硫酸鈉和鹽酸生成硫的部分,由於用目測的方式誤差太大,且常使學生不知實驗是否結束。曾見師大化學系蕭主任用O.H.P.改良該實驗,但大多數國民中學皆沒有足夠的O.H.P.設備,因此設計本實驗改良之。

學校的飲用水乾淨嗎?

學校的飲用水有「立式」和「噴式」飲水機。本研究的水質檢驗標準是酸鹼值、雜質和總菌落數。飲用水都經過相同過濾系統所以雜質很少,在不同的機型、溫度、時間和放流下幾乎沒差異。「立式」酸鹼值高且總菌落數低;「噴式」酸鹼值集中在7.0~8.5但總菌落數高。冷熱水的酸鹼值差異不大,熱水煮沸消毒,可以降低總菌落數。較長假期和機器壞了會影響水質,需要統一放流或清空儲水槽重新加熱殺菌。酸鹼值星期一比星期五高,「立式」差距大,「噴式」都合乎標準,差異不大;早上和下午的差異不大。總菌落數星期一比星期五高,大部分早上比下午高,使用率高會降低總菌落數。冷水放流後總菌落超標情形有下降趨勢。熱水放流效果顯著,0秒到10秒減少得最明顯。

「酵」談「氧」生之道

自然課時各組都是利用胡蘿蔔加雙氧水來製造氧氣,但每組產生的氧氣量卻有差別,引發我們的研究動機。本實驗先探討胡蘿蔔中的酵素分布與催化雙氧水分解速率的關係,再進一步討論溫度、酸鹼性及鹽類離子對胡蘿蔔酵素的影響,最後討論保存環境因子及時間對胡蘿蔔酵素的影響。結果發現:胡蘿蔔生長激素較多的部位,催化雙氧水的速率越快;胡蘿蔔酵素在45 ℃能發揮最大的催化功效,65 ℃後活性會被破壞殆盡;鹼對胡蘿蔔酵素的影響較小;酸的種類不影響催化作用,但胡蘿蔔酵素的催化作用隨pH值越小,催化速率越慢,在pH 3時無法產生催化作用;鎂離子和鈉離子會使胡蘿蔔酵素的催化作用比較好;放置在空氣中45~60分鐘,酵素會被活化;保存在0 ℃以下的環境中不會破壞胡蘿蔔的酵素,解凍後反而會提高催化的速度。

看見----蘋果在發光

本研究探討蘋果是否含有螢光物質,進而自製暗箱觀測螢光強度,並找出萃取螢光物質的最佳條件及影響螢光強度的外在因素。最後發現,蘋果含有天然的螢光物質,必須用紫外光燈源照射,才能放出黃綠色螢光。在實驗過程中氧化及陽光照射都會破壞蘋果中的螢光物質。而萃取蘋果螢光物質的最佳條件──將蘋果不去皮,磨成泥(200ml),加入沙拉油(50ml)並用酒精燈加熱10 分鐘(不停的攪拌),之後靜置一天。.蘋果泥添加酸性的醋酸水溶液及浸泡在飽和食鹽水中,都不影響螢光強度。但添加鹼性的小蘇打水溶液,則會造成螢光強度減弱。最後利用蘋果螢光彩繪圖案,更增添天然螢光的趣味性。

結晶世界的奧妙

課餘閱讀科學叢書,上面寫著:泡一杯水溶液,然後放入一根棉線,不久就有晶體附著在棉線上。我覺得很有趣,也泡了-杯糖水試試看,結果老半天卻未見晶體附著,因此引了我們探討的興趣。

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。

多「烯」多健康

市售的天然清潔劑成份多含有檸檬烯,根據一些研究資料,我們得知檸檬烯除了可當溶劑外,對於油脂亦具有清潔效果。在本研究中我們以家庭中常見的溶劑:酒精及水來萃取橘子皮,藉由GC/MS的鑑定來確定橘子皮萃取液是存在檸檬烯。而本研究對橘子皮萃取液及檸檬烯的標準品做了一連串的實驗,可推測檸檬烯用來除去油污的原因;在研究過程中,我們使用自組式透光儀觀察清潔劑對油脂形成油胞的程度,並設計一套清洗油污的流程,藉由油脂的氧化還原作用來測量殘油程度。因此,藉由本研究可將廢棄橘子皮製作成家用天然清潔劑,達到省錢環保的目的。

指紋現形記

本作品在於觀察指紋的產生、消失,並探討性別、年齡及環境對指紋消失的影響。實驗中並利用粉末法、磁粉法、硝酸銀法及電鍍法來顯現指紋,並探討各種方法的適用性及優缺點。