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化學科

催催自由基!捕基噗嘰!

自由基是一個帶有不配對電子的化學單位,根據近代化學動力學的研究,自由基常為中間過渡產物,本研究利用氫氧自由基與其他化合物的反應以間接檢測氫氧自由基的存在。研究者由文獻資料分析,先選用二甲基亞?(dimethyl sulfoxide, DMSO) 做為氫氧自由基捕捉劑,而DMSO可與氫氧自由基發生反應產生甲醛,並利用簡易檢驗醛類之方法間接推測自由基的濃度,以此檢測法測試光觸媒是否產生氫氧自由基。除了對DMSO的研究,本研究重新定義自由基捕捉劑,研究者藉氧化還原電位找出分解氫氧自由基的理想催化劑-Co2+、Ag+,並利用自由基分解所得之產物-氧氣,來定量自由基的存在量。

化學反應速率實驗的研究

國中理化第 18 章,探討影響化學反應速率的因素。實驗中,我們以肉眼觀察反應快慢的程度。而我們也學過,以感官所測得的結果是不準確的。因此,有關化學反應的速率,希望能以簡單的實驗裝置給予量的測定,期盼能從具體的數據了解反應的快慢,進而探討影響化學反應速率的因素。

向火神借五分鐘~談耐火材料延遲火災發生的效應

小蘇打用在乾粉滅火器。將小蘇打混成紙球在火上燒,紙球受到火的作用不會起火,摸起來不燙,希望找到材料組合,火災發生時對起火點產生延遲效應,爭取逃生機會;首先使用不同材質的紙與小蘇打混合,觀察加熱效應,因紙球易散掉,接著討論黏著材料,再將不同物質與酒精混合燃燒,測試燃燒時間及對流產生的溫度,結果發現小蘇打可延遲火勢產生降低溫度,其次使用浸泡矽酸鈉的紙作耐火木材,實驗發現泡矽酸鈉的紙不會起火,再將矽酸鈉與小蘇打依不同比例混合,發現7:3比例混合物最硬適合做建材替代品,最後製作幾種耐火製品,發現小蘇打及矽酸鈉相關製品可延遲火勢降低火焰溫度,火災發生初期可爭取逃生機會,減少悲劇發生。

廚餘變身『沼』出能源

微生物分解有機質進行厭氧醱酵,可以產生沼氣等可燃燒的氣體,轉化後便是一種很棒的能源。我們嘗試用不同種類的生活廢棄物混合生態池的泥巴來製成沼氣,發現濃度愈高產氣量愈高。澱粉、醣類物質容易被分解快速產生氣體,而蛋白質則不容易被分解,產氣量較低。另外,蔬菜烹調後,因為細胞被破壞比較容易被細菌分解,因此產氣量較高,而生蔬菜則不易被細菌分解產氣量低。透過這些實驗我們發現,許多生活廢棄物經過適當處理後,都可以成為微生物的食物,並轉換成能源,充分發揮每一分價值。超高油價時代,人類必須開發及使用替代能源,沼氣就是一種很好綠色能源新亮點。

國王的新衣

記得小時候去鄉下時,曾見過外面積水容器內有腐爛的葉子,其葉脈清晰可見,而容器內有許多小蟲,天真的我一直以為那是小蟲子吃掉葉肉,才造成葉脈顯露出來,直到我看了相關書籍後,才曉得真正的原因,也因此興起我研究的樂趣,於是,在老師的帶領下,我們幾個好奇寶寶便開始我們的研究之旅。

化險為夷!─胃酸與胃藥面面觀

班上的王同學是我鄰座的好朋友,他很愛吃零食,尤其是又酸又辣的東西更是喜歡,有一天午餐時,我見他手裡拿著壹包藥,一問的結果才知道,原來是醫生說他胃酸過多,所以給他許多胃藥服用。這時我心中也產生一些疑問:王同學經常喊胃痛,這跟他的飲食習慣有關嗎?既然胃酸會危害健康,那麼人的胃可以沒有胃酸嗎?胃酸到底對人體有哪些幫助呢?胃藥為什麼能治療胃酸過多?市面上銷售的胃藥那麼多,我們怎樣才能知道哪些胃藥比較能治療胃酸過多呢? … … 後來,我把這些疑問告訴老師,於是在老師的指導及醫師、藥房老闆的協助下,我們做了以下有關胃酸與胃藥的研究。

膠體中的化學實驗─擴散速率及環狀擴散現象之探討

在理化第一冊實驗中,我們曾學習了物質在水及空氣中的擴散,若物質在狀態不同的膠體中,則其擴散又如何?另外課本僅憑目測來比較擴散的快慢,因此我們想以較精確、簡單的方法來測量在膠體中的擴散速率。 而在實驗過程中,我們卻發現碘化鉛及碘化銀有很漂亮的環狀擴散現象,因此我們想進一步的來探討這個漂亮的環狀擴散時如何形成的。

廚餘生沼氣能源免憂鬱

沼氣存在我們的生活四周,只要是臭水溝、池塘、下水道等都有非常多蘊藏。台灣早期養豬戶便大量利用沼氣作為畜牧場裡電力、熱能的來源。國外也有把沼氣發電應用在垃圾掩埋場,創造廢棄物更多附加價值的例子。於是我們嘗試用生態池裡的泥巴加上廚餘來製造沼氣。發現產氣量在基質濃度較高、醱酵瓶周圍溫度較高、基質pH值接近中性的環境中產量較高。國內家庭廢棄物裡,廚餘就佔了不小的量,若能建置完善的回收機制與發電設備,不但能減少垃圾量,也提供解決能源問題的方法之一。

蚜蟲也會醉死嗎?

在一次偶然的機會中,老師教了我們「滲透作用」的實驗,於是我們想著,如果以相同的道理來推測,使破壞植物生長的害蟲發生「脫水」現象,不是就可以消滅它們了嗎?大家將這個構想跟老師說,老師鼓勵我們「科學是不斷嘗試失敗後才能獲得成功的喜悅的」,不論其成與敗,我們就展開了這小小的實驗。

「茭」糖釀的酒-探討以茭白筍殼製作生質酒精的可行性

茭白筍種植為埔里重要產業,剝除下的筍殼常被棄置路旁造成汙染。本實驗以茭白筍殼為材料,探討其組成,發現因水分含量達85%,無法像稻草燃燒才被棄置路旁,因含有菰菌無法以細菌分解成醣類,故將乾燥筍殼添加無機酸水解後形成還原糖,並探討經由鹽酸、硫酸在不同濃度下水解情形,結果發現,在鹽酸1M加熱30分靜置一天冷卻後,其水解量可達50%,加熱處理以微波爐加熱提升反應速度,微波爐以小火加熱5分鐘後,再以大火加熱5分,可達到還原糖最佳(29.32%),將處理後的糖類發酵一週後以蒸餾器蒸餾出酒精,初蒸可得3%酒精,經由3次蒸餾可達50%,並將剩餘酸性濾液以廢棄牡蠣殼處理,可達到節省成本、廢物再利用的效果。