全國中小學科展

化學科

有球必淨-探討液態皂球製作

自2019冠狀病毒在全球大爆發後,「戴口罩、勤洗手」成為個人防疫的重點。因此,讓我們對洗手產品產生了興趣,本研究將探討如何自製環保洗手皂球。 我們先用市售洗手產品訂定檢測洗手液的方法,並以椰子油做基礎皂基再添加橄欖油、蓖麻油與棕櫚油做出不同比例的液態皂基,實驗結果中顯示:添加橄欖油比例越高時,起泡力與去油力都會增加,但皂基會變濕軟且較難溶解。添加蓖麻油皂基Trace速度快,皂基不會因為添加量過多而變濕軟。添加棕櫚油可增加皂基硬度,且添加量越多去油力越好。最後抗菌皂球製作中發現利用薄荷萃取液以6%海藻酸鈉溶解含棕櫚油皂基與3%乳酸鈣水溶液作用3分鐘所產生的皂球能成功包覆皂液、形狀結構完整、抗菌力佳,最適合用來洗手。

「泡膜」雲起 「膜」登寶「澱」-澱粉起泡、成膜性質的探討及應用

本研究先是探討為什麼烹煮某些澱粉食物會有起泡和成膜的現象,結果發現A型澱粉(穀類澱粉)其直、支鏈澱粉的結構,使澱粉鏈間的氫鍵連結力適中,故易起泡,可用酸、鹼破壞氫鍵或用油和澱粉形成複合物而抑制起泡。研究又發現,溶液靜置後表面會形成膜,是由支鏈和直鏈澱粉重新規則排列結合,故韌性佳、不易破,可覆蓋容器加熱。製膜的過程中添加蛋白質或甘油,並沒有提升原本澱粉膜的韌性。用於微波爐或電鍋時,因膜具有排氣和吸水性,在正常烹飪條件下都不會破,但若食物含水量太高、火力太強,會糊掉或乾掉,因膜具通透性,食物升溫情形略低於PVC保鮮膜。此澱粉膜和各種材質的容器黏合力較佳,且為天然聚合物,較健康、環保,具有商品化的價值。

向氧說不!─談油脂的自氧化及抗氧化劑

去年暑假經過聯考的奮戰之後,大伙兒決定到麥當勞辦個慶功宴!在大塊朵頤、啃著炸雞的同時,看到廚房中一大桶的作雞油,這使我們想到,近來食用油脂的健康越來越受社會大眾重視,我們便決定要對油的自氧化過程加以研究。

豈能食無肉-肉類含硝量之測試與探討

宜蘭是臘味食品的名產地,而臘味食品,卻是添加物的最佳去處。因為此類添加措施常未顯及人類的健康,甚至會對人體造成重大危害,所以每逢年關將近,報紙便時時提醒人們注意選購合乎安全標準的食品,近來「硝」被認為是可怕的致癌物,囚為它會導致亞硝胺等前驅致癌物的發生,而它卻被廣用於各類醃漬食品中。因此,我們想就食品中所含的硝類添加物,做一淺近的測試與探討。

銀晶體之研究

在一次偶然經驗中,我們得知:於濃度恰適的 AgNO3 溶液中,置入 Hg 數滴,可生成潔白晶亮的 Ag 晶體;但,何謂恰適的濃度呢?又,在 AgNO3溶液中添加酸、鹼;或改變如 pH 值、溫度 … … 的變因,對晶體之長成又有何影響呢?在尋遍群書,若無解答的情況下,我們想自製些簡易的實驗來追求結果。

綠牡蠣事件— 重金屬離子的減廢與回收

將實驗室現有的器材及日常生活中可回收利用的材料,自製折射儀及光衰減吸收儀來「定量銅離子的濃度」。自製兩極分流電解槽讓「硫酸銅增濃再回收利用」。改進現有實驗內容,設計掌上型鋅銅電池及小型電解電鍍裝置,能「節省大量的藥品」及「接近零廢液污染」,符合『節約又環保』的目的。

蝦米吸金ㄟ--幾丁聚醣顆粒對金屬離子吸附之探討

本實驗先從蝦殼中萃取幾丁質,對Cu2+、Cr3+進行吸附,發現效果和實驗室的藥品級幾丁質並無明顯差異,接下來的實驗都以蝦殼中所萃取的幾丁質進行,由於表面帶電的影響,在pH值接近中性時對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果,溫度越高,吸附的速率越差,因此在常溫的吸附效果最佳,因為電荷密度的影響,對 Cr3+較Cu2+好,幾丁質經過去乙醯化反應後的幾丁聚醣可溶於弱酸中,再由鍵結反應和包覆過鐵粉的二氧化矽產生共價鍵結,形成幾丁聚醣顆粒,在pH=值6至7時,幾丁聚醣顆粒對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果,溫度越高,吸附的速率越差,在特定的情況下,幾乎可以將溶液中Cr3+完全移除,因為幾丁聚醣顆粒表面具有胺基(-NH2),且附著於奈米大小的鐵粉上,顆粒變小反應面積增加,故吸附的效果及速率較幾丁質明顯提升。

檸檬汁知多少

一個週末的下午,同學到教育學院玩,看到球場上正有一場球賽;中途暫停時,一方球員們把切成片的檸檬,直接放入嘴中嚼。裕洲說:「好酸喔!我家通常都是把檸檬切成薄片,然後加糖再沖熱開水喝,好過癮!」韶萱說:「我媽媽都把檸檬榨汁後加糖水,放冰箱中,隨時拿出來加冰水,喝起來酸酸、甜甜、涼涼的。才好吃呢。」 檸檬到底要怎樣做才好吃又有營養呢?我們一同去請教郭老師,老師認為這是一個好問題;於是,我們大家一起來,在郭老師的指導下,共同揭開維生素丙的奧秘。

蚊香燃燒的研究

去年暑假,到鄉下嬸嬸家做客。有一個晚上,想偷偷的熄掉那叫人聞了就不舒服的蚊香;我拿起了盒蓋,將裝蚊香的鐵罐子蓋上,過了一會兒,再去打開盒蓋,沒想到那蚊香竟然還繼續的燃燒著呢?記得自然老師曾經說過:「燃燒中的物體,如果氧氣的來源斷絕了,就無法繼續燃燒下去。」怎麼……?暑假結束後,我把這件事拿來請教老師。老師說,這是一個很有趣的問題,要我動動腦筋研究研究,於是我們就做了以下一連串的研究。

多醣類廢棄物轉化為微生物燃料電池研究

本研究以綠能概念出發,嘗試將各類富含纖維素的廢棄物先行回收,經水解處理產生葡萄糖,再以葡萄糖為養分供應微生物繁殖。微生物分解葡萄糖之機制為氧化還原反應,經由電池裝置而產生電流,順利完成廢棄物轉換為能源的目的。在水解條件中,硫酸水解效果較鹽酸佳,硫酸水解效果為8M>9M>10M>11M;而就葡萄糖產量而言,木屑相較於舊棉質品、白紙產量較低,而在30~40分鐘是三者之最佳水解時間。比較白紙及舊棉質品葡萄糖產量,舊棉質品和白紙平均濃度約相等。最初所設計的第一代微生物電池,所產生之最大電壓可高達60mV,且持續放電時間長達5小時;而改良第二代燃料電池所得其最大電壓為125mV,且電壓在100mV以上持續時間72小時,十分穩定。本研究藉由廢棄物水解所產生之葡萄糖而供應微生物發電,是綠能觀念的延伸,應用上的創新,希望往後再改良、測試電池裝置,持續提高電壓及發電時間,製作出未來的替代能源。