全國中小學科展

化學科

食用粉的熱反應

那天,媽媽要我在鯉魚湯中放一些太白粉以便芶芡,我舀了一匙太白粉直接往湯中放下去,說時遲,那時快,入湯的太白粉立刻凝結成塊,怎麼弄也無法使其均勻地溶解開來。後來媽媽告訴我,應該先將太白粉溶在冷水中,再倒進鍋裡,這樣就不會凝結成塊了。我照方法做了一次,果然成功。我對於太白粉勾芡的事情感到好奇,於是就是利用上課時請教老師。老師告訴我澱粉質的東西在熱溫度中澱粉粒會分解成糊狀,像太白粉等食用粉便是良好的勾芡材料。老師知道我對這方面的問題很感興趣,便建議我動手做做實驗,比較一下一般常見的食用粉的遇熱反應,於是我便在老師的鼓勵和指導下,邀了數位同學一同來做這個有趣的實驗。

雙氧水電池與氧化劑水溶液電池研究

我們希望嘗試雙氧水電池這個新議題與其他氧化劑次氯酸鈉、硝酸鐵電池,是希望它可以在實驗是輕易製作,且是環保而強力穩定的電池。實驗的過程我們儘可能使用低污染的材料,也發現一些不錯的實驗結果: \r 一、雙氧水電池,燒杯中直接反應:以10%雙氧水、Zn當陽極所產生的電壓電流最大,比文獻提到的A1電極好。 \r 二、雙氧水電池微型化,H2O2 30%中加入寒天末、碳粉與少量磷酸鈉,可產生大且穩定的電流與電壓。如此製作的電池,並不亞於市售電池。 \r 三、三種電池的比較,以H2O2最為穩定,Zn或Mg為電極可以產生很大的輸出電流。NaCIO與Fe(NO3)3水溶液電池,反應速率太快,電池雖有高電壓與電流,但不是很穩定。H2O2確實可以發展為強力環保電池。

養生的秘密~養生全豆奶的化學成分探討

本實驗是利用高中化學課本所學之知識,探討養生全豆奶(使用催芽的黃豆)和一般豆漿(使用未發芽的黃豆)之化學成分有何差異,根據我們的推測,養生全豆奶之中的養分應經過酵素的分解,組成的化學分子比普通豆漿為小,而我們剛好可以用從課本上學過的種種原理,如依數性值、蛋白質測定、澱粉及葡萄糖的測定來證實這日常生活中的食品,並驗證我們的觀點來研究養生全豆奶真的養生。我們使用以前學過的澱粉和葡萄糖的測定,發現澱粉的確有被分解成葡萄糖的趨勢,但我們猜想不只有澱粉轉變成葡萄糖而已,一定還有其他物質被分解,後來在課本上學到有關蛋白質的測定,果然也被分解成小分子了。後來又網頁上看到有關食物酸鹼性和導電度的報導,有研究說有些味覺為酸性的食物到了人體內消化後竟然變成了鹼性,而這種食物據是所謂的健康食品。我們就開始証驗養生全豆奶是否為健康食品。我們設計了實驗,用酒精燈燃燒豆子來模擬人體消化的模式(因為都是氧化分解的作用),結果不但證實了養生全豆奶不但是健康食品,且從導電度的測定實驗中,發現了養生全豆奶還可以提供了許多的礦物質,有益於身體。另外經凝固點下降測定,探討未發芽及不同發芽程度黃豆所做的豆漿,根據凝固點的依數性質,推論得知其其分子數有增多的趨勢,因此其大分子也就可能分解為小分子。我們推測小分子在人體中,可以較大分子吸收容易,對一些腸胃不好的人來說,的確較有益健康。在消化後的養生全豆奶較普通豆奶為鹼,而人體的血液必須略為鹼性,太酸或太鹼都不適當,因此有助於為持身體酸鹼度,加上更多的礦物質,對身體也較多的益處。經過如此的實驗,養生全豆奶真的名副其實。

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。

超省電!The Automatically Controlled Fan

本組改良第50屆國中組化學科「愈熱愈涼快」的實驗。除了沿用電解池的導電性會隨著溫度的改變的原理外,有以下改良: 1.電壓由15伏特提升至110伏特,以應用於一般電器使用。 2.將直流電改為交流電,並以銅棒對硫酸銅溶液通電,溶液濃度與電極因此皆不會減少,能長期使用。 3.利用溫度改變能使氣體熱漲冷縮的特性,製作氣體溫控升降儀,加大溫控效能,並達到自動化斷電目標。 4.最後,同時串聯四台風扇,以模擬教室環境用電,增加實用性與發展可能。

奈米微粒現形記—化學反應速率的探究

為了將去年我們所獨創的「一滴溶液的化學顯微電解實驗」能延續到其他的化學實驗上,今年我們更是創新突破了很多困難的關卡,在傳統實驗對照下,由第一代實驗到第五代的減量設計,現在已能成功的運用【報廢的光碟片】、【報廢的電腦】、【報廢滑鼠內的感光二極體元件及電品體】來自製設計出『兩極反應物各一滴容易做自動偵測反應的紀錄』;更企圖一併可在學校大力推動電腦融入教學的設備下,能『透過顯微鏡加裝的CCD電子螢幕目視觀看』、『聯結電視螢幕立即播放』或『拍成電子影片檔由電腦播放』,已和現在政府大力推動的奈米科學教育接軌,並真正達到顯微化學環保實驗的終極目標。

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。

馬蓋先的克難電池

百戰天龍雖然下檔很久,其中的情節也忘了很多,但是馬蓋先臨危不懼的態度和取之不竭的科學小點子,一直徘徊在我們的腦中,尤其他拿馬鈴薯就能使沒有電池的鬧鐘運行起來,這情節在我們自然課的課外實驗曾經模擬過,但是連小燈泡都沒辦汰發亮,是不是我們的實驗設備有問題,抑是弄錯了實驗方向,在探查書籍之後,我們發現只要利用一些實驗室常用的設備就能製造電出來,於是利用課餘時間請老師指導我們進行一連串簡易電池的實驗,實驗之後,以下就是我們整個實驗過程、設計及報告。

探討奈米金團簇之簡易合成性質與比較

金是一種自然界的貴重金屬,是具有極安定、高生物相容性且具抗氧化特性的物質。當金的尺寸縮小到奈米等級時,其顏色與物化性質將有很大的改變,約20nm左右的金奈米粒子在溶液中呈現紅色,其熔點降低,並具有很強的催化力。另外,當金奈米粒子的粒徑小於3nm時在溶液中則呈現混濁白色,在紫外燈下會發出螢光色澤。 本研究中金奈米粒子之合成採用四氯金酸(HAuCl4)與硼氫化鈉(NaBH4)合成金奈米粒子,研究中將探討合成反應中之還原試劑種類及比例、溫度條件等變因,對合成金奈米粒子之粒徑、光學特性及安定性等基本性質的影響。更希望本研究能運用簡易合成法使金奈米粒子合成步驟簡化,並符合綠色化學及友善環境之核心理念。

高電場中的化學探討

靜電引力是一切化學結合的基礎,若從外界加入高電場,必會使分子的某些性質和排列情形改變。因而有了下面的構想,再參著物理知識,設計了實驗,並大膽的解釋了實驗結果。