全國中小學科展

化學科

鼻涕蟲運動會

我們以運動會形式測試各種不同配方的鼻涕蟲,實驗過程非常有趣,很適合將比賽過程推廣給其他小朋友自製鼻涕蟲挑戰。綜合實驗結論如下:要做一個好的鼻涕蟲選手,需要考慮因素有軟、硬和彈性。愈軟延展性愈好;愈硬不容易變形,但也容易碎裂;位於中間者彈性佳。增加飽和硼砂溶液的水溫和硼砂溶液量可以使鼻涕蟲變得比較硬。增加膠水量和水量會使鼻涕蟲變得比較軟,其中水量的影響最明顯。實驗結束後發現,以含有PVA膠水製成摻有鐵沙粉的鼻涕蟲不太會生鏽,反之,其他黏膠做成的鼻涕蟲都會生鏽,我們推測原因是鐵砂被硬化的膠水包覆,沒有和氧氣接觸,所以不太會生鏽,後來我們以四氧化三鐵代替鐵粉,才解決了生鏽的問題。

空氣浮力對我們所產生的影響-兼談各種氣體分子量的求法

從上國中二年級開始,最喜歡的課程就是化學了。每次做實驗總是被各種奇異的化學現象深深吸引住,腦中不斷地想著為什麼這樣,為什麼那樣,心中也不停的尋找合理的解釋。雖然常常疑惑叢生,不知其所以然。但是最後經過老師的整理和解釋,都能茅塞頓開,了然於胸。由於從“做中學”每次實驗都能留下深刻的印象!化學第一冊第六章開始,我們學習到利用亞佛加厥學說,來求各種氣體的分子量。但是課本上所設計的 6-3 實驗,其步驟和計算方法(註 1. )卻使我們加入五里霧中,始終搞不清楚?為什麼:(充滿二氧化碳的塑膠袋重)減去 ( 塑膠袋的重),不等於二氧化碳的重?為什麼還要加上(空氣的密度乘上塑膠袋充滿氣體的體積)所求出的重,才是真正二氧化碳的重量呢?雖然這些問題到了二年級下學期,開始學到阿基米得的浮力原理時,便都能迎刃而解。但是當時尚無此觀念,任憑老師說破了嘴,大家依然迷迷糊糊。現在二年級的學弟們馬上又要學到亞佛加厥學說了。為了讓他們不再重蹈“疑陣”,我們幾個實驗室的工讀生,便興起研究一種可以讓學弟們容易接受的分子量求法,以及擺脫浮力對我們所產生的困擾。6-3 的實驗,還談到實驗所用的氧氣、二氧化碳,必須使用鋼筒裝的。一般鄉下地區,根本買不到。況且學校也沒有這種經費。我們既然已經學過氧氣、氫氣、二氧化碳、氯化氫 · · · … … 等多種氣體的實驗室裝備方法,何不先收集一些氣體,讓學弟們可以順利的進行,方便而不昂貴的實驗。然而自行收集的氣體會不會比鋼筒裝的氣體,產生較大的誤差和不便?能不能克服呢?再者,課本只做氧氣和二氧化碳的比較,能不能多做幾種?讓同學對亞佛加厥的學說能更加認識和了解。6-3 實驗的後面曉卜個“空氣的密度表”(註 Z )裹面的密度資料是怎樣跑出來的?以我們現有的知識設備,有沒有自己可以算出來的方怯?以期更適合我們四週環境的壓力和溫度。以上種種的原因,使我們對一個原本平淡的小實驗,引起了無窮的興趣和迫不及待想著手探討的衝動!

食用植物油問題知多少

晚飯後全家都在客廳裹看電視新聞,突然看見螢光幕上出現了一張好可怕!好可怕的臉,仔細一看,原來是台中私立惠明學校的同學,因為吃米糠油而中毒,他們除了臉上及身上皮膚生座瘡之外,還會頭痛失眠、關節痛,嚴重的會喪失生命。奇怪!為什麼他們吃了米糠油會有這種現象呢?是不是油中含有對人體有害的物質,還是……?想到媽媽每天都要用油炒菜,看了這一段新聞,心中的煩惱一定增加,為了解決媽媽的憂慮,比如怎樣幫媽媽選購?如何保存及使用?為了多了解各種廠牌植物油的性質,所以我就擬定了幾個研究問題,帶到學校和同學共同討論,並請老師指導我們做實驗。

「膜」力十足─泡泡膜的研究

本研究由兩篇文獻探討中獲得很多知識及經驗,採用文獻中最好的吹法,探討沙拉脫濃度對泡泡數和大小的影響。結果濃度20%時泡泡最大與「文獻一」的結果相近;而濃度增大時泡泡數增加與「文獻二」相符,但是和「文獻一」在濃度25%時泡泡數最多的結果不一樣。我們得出的新結論是濃度對泡泡數及泡泡直徑的影響,是兩種相反的趨勢。「夢幻泡影」又引起我們對泡泡耐久性的好奇心,走入文獻未曾有的境界中去摸索。由站著吹,到吹在廣口瓶或寶特瓶,接著製作拉膜框,嘗試探討濃度對拉膜面積的影響。最後想到膜框形狀是否對耐久時間會有不同呢?因而探討了不同膜框的耐久時間。本研究提供了一些實驗結果與經驗,不周全的地方還請多多指教。

探討水的特性

有一天看自然科學雜誌,發現和我們生活最密切的水有軟水和硬水的區別,對這冬稱感到很陌生,不大了解其意,於是到校請教老師,老師說:「當我們洗衣服時加肥皂粉後容易產生泡沫的水是軟水,硬水是小容易產生泡沫,而且不適合洗衣的水。我們收集各種的水做實驗以辨認那些是軟水那些是硬水,進而探討水的特性。」於是我們收集各種的水和器材做以下各項實驗。

奇妙的植物色素

我家菜園種了許多紅鳳菜,因此我最喜歡吃紅鳳菜。紫紅色的湯顏色美麗,味道更好。一天,媽媽又煮紅鳳菜了,正當全家人吃得津津有味的時候;一向頑皮的妹妹不小心竟把桌上的白醋弄翻了,白醋流進了紅鳳菜盤裹。唉!多可惜!一盤美味可口的紅鳳菜竟這樣報銷了。正當我悶悶不樂的時候,我忽然發現原本紫紅色的菜湯,竟然變成紅色,多奇妙呀!記得老師常跟我們說:「一個學生要能運用頭腦、多想、多實驗才是好學生。」於是我把這個奇妙的問題請教老師。老師說:「除了紅鳳菜會變色外,還有沒有其他的問題?」這時張同學說:「我家種了川七,川七水也是紫紅色,川七水也會發色嗎?」為了想知道這二個答案,我們全班同學在老師的指導下,展開了以下二項實驗。

肉鬆沒摻粉嗎?

十二月九日,我們正吃晚餐時,聽到電視新聞報導,消費者文教基金會最近檢驗市售的罐裝肉鬆,發現大部分廠牌的肉鬆含有澱粉物質,卻沒有標示;顯然有欺騙消費者之嫌疑。使我想起上自然科學課,老師曾做過檢驗澱粉的實驗,希望能找出答案。

名偵「炭」「殼」南—炭化稻殼的秘密

本研究源於第57屆全國科學展覽作品《黃金變黑金—碳化稻殼對農作的效益》,改良燒製方式後發現,自組裝「火箭爐」產生「煙囪效應」的悶燒方式,可成功克服之前耗時、費力、及產量低的問題,並在3小時內將10公斤的稻殼,以350℃-450℃、550℃-650℃、700℃-800℃燒製出不同的炭化稻殼。 研究中將炭化稻殼進行特性試驗分析,結果顯示炭化稻殼的電導度及pH值均高於稻殼。將炭化稻殼混合於土壤中改善土壤的性質,確實可改善土壤的氮磷鉀含量、電導度及pH值。將炭化稻殼與紅土的混加比例做植栽試驗,發現以1:3的效果最佳、炭化稻殼與沖積土以1:2比例種植的成果最佳,種植出來的蔬菜是所有混土中成長最好的;分析種植後的土壤,發現炭化稻殼可以改善紅土缺鉀及pH值偏酸的問題。

絕世好漆-以牛奶和教室粉筆自製塗漆

牛奶中有許多乳酸菌,在常溫下放置的時間過久時,乳酸菌就會開始繁殖,產生乳酸使牛奶液變成酸性,讓牛奶中的酪蛋白分子重新連結在一起,我們利用這種反應再加入小蘇打粉,讓牛奶中的酪蛋白產生黏性,自製成有黏性的膠水,牛奶膠水具有黏著性,適合當作外牆塗漆的原料,歷史著名的建築物布達拉宮白色的外觀,塗漆主要原料就是牛奶,所以我們以牛奶的酪蛋白為基底,加入了熟石灰、石膏、滑石粉…等不同配方,其中還發揮環保回收的創意,使用了教室剩下來的短粉筆(碳酸鈣)當原料,製作了牛奶塗漆,並觀察不同的塗漆的性質變化,同時也藉由請教古蹟修復專家,進一步來改良實驗中我們自製的塗漆,調製成各種顏色的塗漆,並應用於生活中。

牙齒怕什麼?

有一天我走過牙科室,看見好多位小朋友圍在那裹,一個一個上由牙醫師檢查看看有沒有蛀牙,一個走出來我問他會不會痛?他說下會的醫帥給我們塗一種藥”什麼藥?他說。不知道”我回到教室老師老師說二那是塗上一種叫氟化鈉的藥在牙齒上,可以保護牙齒”因為你們的牙齒容易蛀牙,又平常喜歡吃糖果”刷牙又沒有用心、吃東西以後又不漱口所以容易蛀牙,我聽了以後覺得”我們應該好好保護自己的牙齒才對!那麼怎樣保護牙齒呢?刷牙應該怎樣刷才對呢?牙齒最怕什麼呢?吃那些東西對牙齒有害的呢?吃了以後該怎麼做才好呢?產生很多的疑問”我就進了幾位同學開始討論,由於老師的指導下我們做了下面的實臉,調查研究,提出來報告,請大家多多指教。