全國中小學科展

化學科

金屬的活性

上實驗課時,在第一冊73頁,實驗5-3 。當把磨亮的鋅片放入硫酸銅溶液中,在鋅片表面所看到的是一片污黑。另外錫片放入硫駛銅水溶液中,看到金屬表面呈暗褐色。就理論而言,鋅、鍚活性大於銅,常它們放入硫酸銅溶液中,應當有一層漂亮光澤紅銅附於金屬表面才對。於是試圖在硫酸銅溶液加入其他試劑,以期得到良好的結果。經實驗結果我們發現:1.鋅片插入硫酸銅溶液前,必須在水溶液中先加入氨水才能得到漂亮結果 2. 揮入錫片時,必須在硫酸銅水溶液加入濃硫酸才能得到漂亮紅銅為了解釋其原因,把鎂、鉛、鋁、鐵也做同樣實驗。

咦!誰在花溶失色?

我喜歡吃藍莓、胡蘿蔔與辣椒等不同顏色花青素食物,而且自然課程學到酸鹼指示劑檢測,還有我們找到許多篇文獻顯示藍紫色花青素具有良好的抗氧化效果,所以我們想針對依顏色區分為紅色、黃色與藍紫色花青素進行酸鹼的檢測,深入研究優缺點,針對(1)不同水溫、(2)在酸、中、鹼性水溶液中顏色變化,探討不同顏色花青素溶液辨識酸鹼值之效用,還有(3)添加胡蘿蔔汁、椰子油加胡蘿蔔汁物質,不同顏色花青素酸鹼變化。延伸實驗:研究不同顏色花青素對動物性脂肪溶解的能力,連結日常生活中,食材具有解油膩的功效之探討。最後實驗結果,不同顏色花青素蔬果有其優劣處,我們建議每日健康五蔬果需要不同顏色均衡攝取,才是健康飲食之王道!

美麗的錯〝物〞

複雜的錯離子看似相似但如果細細的觀察體會便能發現其中奧妙。不同的銅氨錯離子為了證明自己的存在,除了呈現不同的藍以外,還增加了一些需要被探索的內涵。而在實驗裡,我們以氨水、甲胺、乙胺、乙二胺等不同化合物以觀察其中變化並加上了導電度的測量數據以利觀察。

酒之核磁共振光譜定量法研究及假酒之鑑別方法

分析化學在工業上,扮演很重要的角色,尤其對產品品質的管制與檢驗,如果分析不確實,可能造成嚴重的傷害和損失;如去年年底彰化所發生的米糠油中毒事情,又最近假酒充斥市面,有些竟以工業酒精為原料,而使一人死亡二人失明之事情,其甲醇含量竟高達百分之廿九,因此必須找出簡便之檢驗法,以便辨認,使之不致造成不幸。因此有一種快速而且準確的分析儀器是很重要的,目前用於定量分析最普遍的儀器有氣相色層分析儀受到物質沸點的限制,即沸點太高或易受熱分解的物質,不能使用;而液相色層分析儀較耗費時間,而且這兩種儀器都是以物質之分子特性來感測,因此化合物之性質很接近,將無法分辨;而核磁共振光譜儀,是利用分子內之原子在不同環境下,有不同之磁場來感測,囚此其準確性較高,也不受沸點的限制,只要找到適當的溶劑,使之成透明溶液,即可測定,而且時問也較短,這種義器在國內尚未被廣泛應用,而只在研究機構或大學裹從事研究的先生們較常用;因此將核磁共振光譜儀應用於定量分析方面,以酒為樣本作一研究;並將假酒之鑑別,以核磁共振光譜方法及化學方法作一介紹。

褐蘋世界~蘋果汁褐化現象之探討

酵素性色變是蔬果常見的現象,我們用了其中最具代表性的例子-蘋果,又因為蘋果汁的應用範圍較廣,我們遂就蘋果汁的褐變與各種環境因子及食品添加物中的關係作一系列的討論。結果發現有效的調控pH值、溫度、接觸氣體及添加適當的還原劑都能有效的防止或減緩其褐變,而導致其褐變的主因「多酚氧化酵素」更有其特殊的化性。已褐變及未褐變的蘋果汁的化學性質也大不相同。

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。

小米酒進化論-初識生質酒精

因為合唱老師的一席話,我們對「生質酒精」產生興趣,加上生長在部落當中,對小米酒也很熟悉,激起我們以「午餐的白米」和「午餐的剩飯」為原料練習自製「生質酒精」的念頭。 在幾位長輩和老師的指導下,我們先學習「原住民小米酒」的釀造,再學習現代化的釀酒方法,經過一連串的練習與試驗,我們證實女生的唾液有助於小米酒的發酵,經過女生咀嚼過的小米酒,風味較佳酒精度較濃。 經過三度蒸餾之後,我們成功提煉出83度的高濃度酒精,而且這些自製的「生質酒精」燃燒效能和台糖酒精一樣好呢!

粉墨登場-自製導電墨水的研究

導電墨水是很有趣的科學材料,市面上有兩款導電墨水產品,但是價格都不便宜,所以我們嘗試找尋便宜又有不錯導電能力的材料來自製導電墨水。我們參考相關文獻及資料,建立導電能力的檢測方法及墨水製作流程,並測量市售導電墨水及材料的導電能力,將研究內容以導電材質、黏著劑與添加物三個變因來探討。研究發現:要製作高導電能力的導電墨水的條件為:碳粉純度要夠、顆粒越細越好,使用的黏著劑黏稠度要適中,可添加適當及適量的可導電物質。我們研究的最佳配方為:細顆粒備長炭碳粉和膠水以1.25:1的比例混合,再添加15%的鐵粉,所配製的墨水連接LED可發出220LUX照度的光線,為市售導電墨水的65%,費用僅需九十六分之一,值得推廣並應用於教學上。

紫紅色的世界

在一次科學研習活動中,老師指導我們製作變色紙。過了幾天,我在一本名叫「怎樣觀察」的中華兒童讀物上獲知石蕊試紙可以用來檢驗溶液的酸鹼性質。我心裡想:變色紙可以自己製作,石蕊試紙能不能自己製作呢?我就利用自然科學課時向老師提出,老師告訴我們:石蕊試紙是由一種名叫石蕊苔的低等植物之色素染成的,這種植物不容易找到,不過我們可以利用常見植物的葉、花、果的色素來試試看,看它能否用來代替石蕊苔的色素?於是我們就在老師的指導下做了下面的一連串之實驗。

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。