全國中小學科展

化學科

電從哪裡來?鋁-空氣電池的製作與探討

經過我們努力的實驗後,我們發現:本實驗利用添加活性碳粉可大幅增加電池輸出的電流大小,改善單獨使用碳棒或備長碳得到的輸出電流不大,而且電流強度驟減維持不久的問題;另再添加聚丙烯酸鈉當膠狀劑和當做電解質中的吸水劑,減緩水份蒸發,可發揮防止溶液滲漏的作用外,同時可當黏著劑改善一般黏著劑無法導電的問題,對於電池的保存具有多重的功能。利用碳棒的罐裝圓柱型一般乾電池和白鐵網活性碳粉舖成碳紙電池,都確實可提供電能運用於驅動一般電器,經實驗電池負載低功率馬達下持續放電7天可運轉而不停止。

那一種洗衣粉去污力最強

一個放假的日子,媽媽正忙著洗我們一家人小的髒衣服,要我也幫忙,否則來不及上街了。只見媽媽像澆水般的灑了一大把的洗衣粉在衣服上,揉了又揉,但是髒的地方,都不能完全洗得很乾淨。媽媽很感概地說:「電視上的廣告,都說這種好,那種好,全是騙人的。」因此,我決定想法替媽媽選擇一種能夠把衣服洗得最乾淨的洗衣扮,我就約了同學,並且請教了老師。

天然多功能黏紙王~天然物質製作黏著劑之探討

本研究主題探討如何利用廚房中可見天然材料製作有效黏著劑。選擇高筋麵粉、中筋麵粉、低筋麵粉、地瓜粉、糯米粉、太白粉等六種粉類,研究不同比例、製作方法下,何種情況能夠製作出最具黏性及持久性的天然黏著劑。

「氧」「氫」蓄銳‧死灰復「燃」

經過我們努力實驗後發現:碳棒淬火可活化碳棒,加以塗抹碳粉後,電能明顯增加許多,並隨充電時間而增加電能,證實活性碳粉增強氫氧電池的功用。使用較多碳粉增加氣體吸附量,但充電時間長或充電電流大,產生氣體太多無法完全吸附利用,會降低充放電能轉換率。使用起泡劑增加電池效能,但亦會增加電阻。加入起泡劑對於硫酸鉀效能較好,硝酸鉀次之,氫氧化鉀增加幅度較小,其中10%胺基酸起泡劑>10%SLS起泡劑>10%DBN起泡劑。本實驗增加電池效能處理,包括淬火、電鍍和添加活性碳粉、包覆收集氣體、加入起泡劑氣泡法等方法,可利用國中實驗室電解水裝置轉變為氫氧燃料電池,電能轉換率由0%提高至3.55%,充電5伏特、6分鐘後負載馬達使用24分鐘。

液面跳跳球-界面化學液體表面現象研究

各種清潔劑的主要成分是界面活性劑,界面活性劑是一個分子同時含有親油基(長鏈碳氫脂肪基),和親水基(鉀、鈉、銨、乙醇胺等)的化學物質之總稱。可分為四大類,即陽離子、陰離子、兩性離子和非離子型。界面活性劑以一定濃度的流體成束狀流下時,會在底部形成小隆起,隨後出現如水花般的彈跳,此現象稱為「凱氏效應」。實驗發現,界面活性劑在滴下的瞬間若無液體在下方堆疊,則無法觀察到此液滴彈跳現象。此外我們想更進一步研究溫度對不同界面活性劑的影響,找出臨界溫度,此時分子間黏合力接近零,表面張力會變小,藉由對界面活性劑的了解可以找出界面化學中,分子間作用力的關係。

竹筒裡的奧秘

這個研究在探討:竹筒裡是真空的嗎?還是有空氣呢?如果竹筒裡有空氣,竹筒裡是否含有二氧化碳與氧氣?如果竹筒裡有二氧化碳與氧氣,二氧化碳與氧氣的含量是多少?竹筒裡會不會產生溫室效應呢?本研究的特點:我們想以五年多來自然課所學到的知識與實驗方法,利用自然教室的基本設備,進行以上的探究,希望能揭開竹筒裡的奧秘。由於沒有精密的檢測儀器,我們就設計了竹筒裡的氣體與人體呼出的氣體、普通空氣的比較實驗。因為人體呼出的氣體與普通空氣的含量,書本中有數據可以參考,我們可以將實驗的結果進行相對含量的測定,推估竹筒裡的氣體中二氧化碳與氧氣的含量。

大驚失色~碘-澱粉混合液變色的研究

本研究是資優班獨立研究課程的作品,就 41 屆科展研習活動中所發掘的問題做(一)碘酒、澱粉液的濃度越低,交互作用後的變色反應越淡,濃度越高,變色越深。利用滴入碘液的變色深淺,可判定植物體澱粉含量的多寡。(二)碘酒滴入高溫澱粉液中,不會立即變色,冷卻後藍黑層才由上而下漸漸下沉。(三)碘—澱粉的藍黑色的混合液加熱會變色,是碘昇華的緣故,冷卻後會由下而上回復藍黑色;但持續增加加熱時間,冷卻後不再回復藍黑色。(四)探討碘-澱粉混合液變無色的其他可能因素,並了解氧化還原劑的對應組合及特性。(五)可用滴定碘-澱粉混合液的變色反應,來檢視溶液的酸鹼強度。大驚失色?碘-澱粉混合液變色的研究

清潔溜溜-理化課本﹙二﹚肥皂實驗的探討與改進

為了探討影響製作肥皂的各種因素, 本研究首先從原料中各種不同的油脂類著手,接著分析相同的脂肪加入不同濃度及不同種類的鹼液製作出來的肥皂有何不同?除了探討成分原料之外,我們也研究在製造的過程中,加熱、加酒精及鹽析是不是絕對必要, 加和不加有何差別?製作出來的肥皂,我們探討它的pH 值及去污效果,加入不同的添加物會不會有不同?另外,我們使用回鍋油來製作環保肥皂, 並改進它的顏色及外觀。我們將實驗的成果一一貼上標籤, 讓有興趣的研究者能細細分辨它們之間的不同。最後, 提出我們對課本肥皂實驗的建議, 包括所使用的油脂和鹼液, 操作實驗時的安全注意事項等等, 並且拿老祖母時代所用的肥皂來做分析和比較,希望把我們研究的結果和大家分享。

高中化學實驗探討-金屬晶體的顏色

在高中化學實驗七(銅在硝酸銀溶液中的變化)實驗結果析出的銀晶體常為灰白色或黑色。實驗廿四(氧化還原反應)中西出金屬銅及金屬鉛的晶體也都為黑色,而非存金屬的顏色,此結果常引起同學的懷疑。

肥皂熟了,水知道

本實驗最初在探討如何縮短手工製皂的等待期,後經文獻探討及詢問專家得知等待是為了讓「鹼性消褪」及「水分消散」。實驗後發現肥皂的鹼性下降並不明顯,故透過重量變化、硬度變化及含水量變化來探討水分變化情形,並利用自創的「SPA法」,以△RH%來表示水分散失程度。△RH%越小,水分散失多,肥皂越熟;反之,肥皂不夠熟。同學參考實驗結果,自己定義出肥皂的熟成終點△RH%=15%,最後利用不同方法加速肥皂熟成速度,結果發現將肥皂置於除濕機出風口上方8小時效果最好,能有效縮短肥皂熟成的等待時間。