全國中小學科展

化學科

植物紅色素及其衍生物性質之系列研究

炎熱的六月是校園鳳凰花盛開的季節,我們撿拾了新鮮鳳凰花片到自然教室製作卡片,當時有一片花瓣沾到了水槽邊殘餘的氫氧心鈉溶液,結果沾到的部份卻變成鮮豔的綠色,大家都感到十分意外。 記得四年級閱讀課時在圖書館看書,其中光復科學圖鑑有一單元介紹一些植物色素在醋酸和石灰水中變色的情形,於是我們猜想,是不是鳳凰花的色素在酸性和鹼性中會呈現不同的顏色? 經在鳳凰花上滴上鹽酸和氫氧化鈉溶液,的確鳳凰花在酸液中呈紅色,在鹼液中呈綠色,於是我們有了以下的疑問: (一)紅綠變色物質是不是葉綠素? (二)其他植物的紅色素是否也有類似性質? (三)紅色素有無其他的變色現象? 基於以上疑問我們著手進行研究,在測試中發現鳳凰花紅色素不易溶於水但易溶於藥用酒精中;於是我們摘取了許多鳳凰花片,並用酒精浸抱以製成萃取花液,留待當學期和五年級時研究使用。

電解質離子錯合與聚合效應之研究暨電腦化學分析系統之設計與製作

筆者曾於二十屆科展發表作品「﹝( Cu(NH3)﹞SO4,H2O 之定性定量分析雙分析儀器自製」,本研究乃繼此之系列研 究。在為期兩年的研究中,筆者利用各種物理化學分析法,並配合電腦處理系統,來對離子之錯合與聚合行為,做更廣泛,更深入的研究。

揭開鹼性電池的神秘面紗?鋅銅鹼性伏打電池的探討

我們經常可以在電視上看到「勁量電池,耐力更持久,渾身是勁!」的廣告,讓我們很好奇鹼性電池真的會比乾電池更持久、電流更大、電壓更穩定呢? 因此本實驗大綱如下: 一、 探討乾電池與鹼性電池電壓、電流下降情形的差異。 二、 藉由拆解乾電池與鹼性電池,探討內部構造及材料的差異。 三、 針對鹼性電池與乾電池內部構造及材料差異,探討影響其電壓、電流大小變化的因素,主要項目有:(1)隔離層種類的探討(2)接觸面積大小的探討(3)不同電解質濃度、溫度及導電度的探討(4)惰性電極材料的探討。 四、 製作改良式的鋅銅鹼性伏打電池,內容主要項目有:(1)負極材料及添加物的改良與探討(2)負極電解質種類的探討(3)負極電解質濃度大小的探討(4)去極作用的探討(5)正極電解質濃度大小的探討(6)正極電解質吸附材料的探討(7)正極電解質添加物的探討(8)改良式的鋅銅鹼性伏打電池測試。 本實驗主要結論(一)如下:

食紫大動-尋找食在安心的魔法色素

由於食安問題頻傳,為了食得安心,天然色素為我們這次研究主軸。研究可分成三個部分: 一、 相關資料收集:分析衛生署天然食用色素衛生標準,花青素為天然色素中最主要的來源。 二、 選擇最佳萃取蔬果: (一) 從色層分析及在酸鹼環境中的顏色變化,可看出花青素的種類繁多。 (二) 會使植物呈現紅色的不是只有花青素,還有莧素紅與甜菜素。 (三) 紫花椰菜顏色變化明顯,因不普及,我們以紫高麗菜為研究對象。 三、萃取方法與應用:我們以1:3 (紫高麗菜:水),煮15分鐘,效果最佳;事前冷凍處理有助於花青素色澤的穩定。若要改變其色澤以溶質(小蘇打粉或檸檬汁):溶劑(水)=1:100調色;運用在食材中以湯圓為最佳,米飯次之。

氫氣爆炸及其安全教具--巧易做

每當遇到有關氫氣的理化實驗,就十分頭痛!不僅需準備大水槽及廣口瓶以排水集氣法收集,收集好的氫氣欲點燃檢驗時,更是擔心火柴會燒到自已、甚至有爆炸的危險。因此我們試著運用常見而經濟的材料,設計一個理想的裝置,提供教師自行製作,隨時隨地可在課堂上演示,且在最安全的前提下,讓學生能清楚觀察氫氣爆炸的威力,打破一般氫氣實驗需在實驗室進行的刻板印象。

探討各種纖維的變化和簡易人造絲的製造

市面上的布料織維有棉纖維、毛纖維、混紡類、化學織維等。這實驗是探討這幾種纖維對熱的耐性,燃燒後有何變化,浸濕在硫酸及氫氧化鈉有何變化,使學生瞭解各種纖維的性質。其次用簡易的方法做人造絲,增加學生們的知識及啟發科學研究的興趣。

加水的酒精燃不燃

有一天我看見媽媽在煮燒酒雞,媽媽煮差不多好的時候,就用火柴在雞湯上點火,竟然也會著火,我想那雞湯是酒精加水而成酒,再加上很多水的湯,都能著火,可見並不是只有純酒精才可以燃燒。這使我感到非常好奇,同時也產生許多疑問,問同學,同學也不知道,我們就去請教老師,並在老師的鼓勵下 · 進行了下面一連串的實驗。

氫「氣泡」燃料電池

綠能環保意識抬頭,擁有無污染、單位能量轉換效率高等特性的氫氧燃料電池,常是陪伴在科學家身邊的好題材,但由於電池反應牽涉固、液、氣三態之間的非勻相接觸,所以真正在做實驗時,氫氧燃料電池「高能量轉換效率」的特色並沒有獲得完全發揮,一般研究大多在進行「固相」的電極改造,本研究則對「液相」的電解液進行改良,利用界面活性劑黏稠、易起泡的特性,將界面活性劑與電解質溶液混合,並利用電解時所產生的微小氣泡,氣泡為電解液、氫氣同時存在的狀態。氣泡包覆氫氣、增加電池三相接觸表面積,增加電池效能,並探討不同的溫度、濃度、電解質、氣泡大小是否會影響電池效能的升降,而推論造成上述影響的可能因素,並多方面地輔以佐證。

變色筆

去年爸爸買了一盒變色筆送給我,我覺得很有趣。最近上美術課時,發現同學們也開始流行用變色筆了。一盒 250 元的變色筆能這麼熱賣,實在不簡單。是那個聰明的科學家發明的點子,還能得到這麼多國家的專利;於是我相同學決定好好研究它,經請教教師後,於是我們展開一系列有關的研究。

『紫』色魔力,非『茄』莫屬 ~天然抗氧化劑紫色茄子之探討

茄子是營養的蔬菜,也是絕佳的天然抗氧化物質,為了證明茄子不但營養又能抗老,在課程中也提到氧化原理,因此,我們實驗設計以碘滴定法來測量五種紫色蔬果汁液的抗氧化力,實驗證明:(1)茄子的抗氧化能力最好,而且茄子的抗氧化成分存在於紫色的外皮中。(2)加熱時間愈長,茄子的抗氧化力愈下降。(3)蒸的方式最不會影響茄子的抗氧化力。(4)烹煮時所用的調味料也會影響茄子的抗氧化力,其中加入蒜頭的茄子抗氧化力最好。(5)我們還證明茄子不但能保護維生素C,也能防止蘋果產生褐變。(6)最後希望可以從皮膚去吸收茄皮的養分,於是我們想出可以做手工茄皮洗手乳來增加人體的抗氧化力,經問卷調查提高學生對茄子之接受度。