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化學科

待「石」而「凍」,熊「鈣」讚!

石花菜是臺灣東北角重要的漁村文化產業,其細胞壁遇熱90℃以上會釋出親水性黏性多聚醣-瓊脂,它的構造是由長鏈狀瓊脂醣和瓊脂膠所組成,當溫度低於45℃時,長鏈狀結構會因氫鍵結合成雙股螺旋狀,最後再變成網狀凝膠體,也就是我們俗稱的石花凍;而東北角常見石花菜-瓊脂含量多寡分別為:鳳尾>小本>大本,當瓊脂濃度越高,凝膠速度越快,硬度越高,但若釋出過程中遇到酸鹼,會因長鏈狀瓊脂醣水解而降低凝膠效果,且濃度超過30%就不易凝膠,但若石花菜在凝膠過程中遇到鈣離子或是帶二價正電的離子時,凝膠效果會更佳,其主要原因為帶二價正電荷的離子可以形成鍵橋連結水解狀態長鏈瓊脂醣的CH2O-,使長鏈狀可以較快速形成穩定的網狀結構。

環保“有氧”運動──神奇催化劑

回想作實驗時,我們常會使用催化劑來加快化學反應的速度。 \r 例如:我們在利用雙氧水製氧時會利用「二氧化錳」為催化劑。但觀 察大家使用完二氧化錳後即行丟棄,不夠環保,且“「錳」又是重金屬,易造成環境污染。故我們想:如何可以改善這些缺點而達不浪費資源又環保的原則呢?而「二氧化錳」又是雙氧水製氧中唯一可行的催化劑嗎?是否可利用日常生活中隨手可掬的有機物(如家中的蔬菜水果??等)作為取代「二氧化錳」的催化劑呢?如果可行,豈不是經濟又不會造成污染嗎? \r

探討黑色奧妙

有一天,插在口袋上的黑色簽字筆,不知不覺脫了筆套,筆尖碰到衣服,那白白的衣服便染上了一塊黑黑的,真難看”就脫下來,把染黑的地方浸在水裹,稍久,竟發現那塊黑色,便漸漸地向外擴散而顯出淡淡的紅、綠、紫等顏色來。當時我覺得很奇怪,難道黑色的東西不是黑的嗎?其他日常所用的各種黑色是不是也都有這種現象呢? · · 這些諸間題,使我們百思不解,因而激起我們對探討黑色的興趣,所以做了下面的實驗。

袋裏乾坤-亞弗加厥定律的應用

一、 本實驗最大特點在於使同一個實驗模式,從事三個不同的研究,分別是雙氧水分解反應的研究;金屬克當量的測定;及分子量的測定。二、 在本研究使用三種不同催化劑,以 PbO 存在下的活化能最低,Fe存在下的活化能最高,實驗結果顯示雙氧水的分解,以非勻相催化劑的效果較佳。三、 經本研究發現,雙氧水把 Fe氧化成 Fe,再由 Fe催化未反應的雙氧水。此結果與教科書上所言不同,我們感到這是個有趣的發現。四、 本研究所改進的金屬克當量實驗,操作上更方便容易且能快速的得到實驗數據,而實驗誤差也都在 2%以下,故不失為一個準確的實驗方法。五、 本研究所應用的分子量測定實驗,不需精稱反應物的用量,方法非常方便。

廚房中哪些食物含有澱粉?

有一次上自然課,老師教到葉子行光合作用,會產生澱粉,我心中不禁冒出許多的問題,哪些植物中含有澱粉呢?澱粉加水煮過後有何反應呢?澱粉有什麼用途呢?澱粉都是白色的嗎?於是我約了幾位有興趣的同學並請老師指導,開始了這一次的實驗。

奈米光觸媒的應用—海上除油污

幾年前希臘籍貨輪在墾丁外海的擱淺漏油事件,造成海洋生態很大的傷害,如何分解這些油污又不對環境造成傷害,便是十分重要的課題。目前處理方式多採用吸附劑吸收濃縮後、進行熱處理分解的方法,但這種處理方法效率低,於是我們便研究光觸媒的方法處理。根據現有資料顯示,二氧化鈦光觸媒受紫外光照射後,會產生活性氫氧自由基或超氧離子,容易使有害的有機化合物分解為二氧化碳和水等無毒性物質。而光觸媒要發揮作用,必須使反應物接觸到觸媒表面,因此我們將之作為奈米管,增加其表面面積,進而提高反應速率。

電解質水溶液導電度變因之探討暨亞佛加厥常數之測定

化學課本中層述及電解液導電度隨濃度增高而變大,然而導電度是否隨濃度升高而無限上昇呢?又除濃度因素外,是否有其他變因?其影響又如何?故欲藉此實驗作一番探討,俾使同學們對電解的導電度能有一全盤的瞭解。

『葉』問『綠素』電從哪來?

生活中有很多因應各種需求的電池,各家廠商也改變電池的結構與化學物質,符合所需。但大部分都需要回收。因此本實驗所討論的希望能回歸最基本的電能需求,以最簡單與自然的方式,製造可簡易使用的電池且不會對環境造成過度污染。

揭開冷龍及油炸鬼的秘密

日常生活中隱藏著許多科學原理;如西遊記中孫悟空所請的「冷龍」及中國大陸法師騙人的把戲「熱油洗手」和「油炸鬼」。利用回鍋油與沸點小的溶液共熱,沸點低的底層所吸收的熱量先用本身的擾動和對流,再傳遞給油體,使得油溫並未立即上升。加入碳酸氫鈉遇熱或遇酸則會產生二氧化碳氣泡導致油體擾動,此時的油溫遠低於沸騰時溫度。而且碳酸氫鈉粉末和油共熱會有皂化反應並產生上浮的肥皂。研究發現: 一、會產生二種不同程度的擾動;第一階段為杯底氣泡開始上升至液面且油體溫 度低上。第二階段則是整杯液體全面擾動油溫高。 二、醋酸的濃度低於10%會使第一階段的平均溫度低於60℃。 三、加入的水量和醋酸量所測得擾動溫度差距不大。 四、松香水易揮發比重較油小,難以影響回鍋油的擾動。 五、事先添加碳酸氫鈉粉末於鍋底是最安全的方式,加熱或加入少許醋酸,會因二氧化碳的產生讓油體擾動,此時油溫均小於60℃。

催化劑下的反應速率

我們想一個最普通的實驗,再加上巧思與儀器改進,以另一種更細微的角度,去捕捉化學反應過程中的真實面,那會給我們什麼樣的驚訝呢?一開始我們著手從網路中搜尋一份有關於 H2O2 的科展作品( 34 屆全國佳作),其中給我們莫大的啟示。在著手之前,不斷地省思前人的數據,以及操作時可能面臨的種種問題,總是希望有一部較精準的儀器,可將此日應的每一刻過程,詳實的記錄干來。歷經操作儀器的改進,設計儀器的困窘,數據分析與理論的衝突,終於把這份作品呈現出來。