全國中小學科展

化學科

國中化學實驗裝置的改進及目標

課外活動課,我們參加的是科學研習,因凡課本中有理論說明,而無實際驗政者或實驗的結果現象不明確,誤差大者,我們都會就教於老師,共同研究設計改良。

見光死

將紫甘藍汁盛裝在內壁塗佈有 TiO2 光觸媒的燒杯中,以紫外光照射半小時即有顯著的褪色現象,但未塗佈TiO2 燒杯中的紫甘藍汁也以紫外光照射,卻無螁色,可見TiO2\r 的確產生效果;並以自組的透光儀量測紫甘藍汁水溶液,發現當水溶液的顏色愈淺,透光度會愈大,透光儀所輸出的電流值也隨之愈大,故可藉以計算紫甘藍色素的分解率。另外,實驗發現在愈鹼的環境下,TiO2\r 光觸媒對紫甘藍汁有較佳的分解效果,由此可推論,紫甘藍汁中色素的分解是起因於氫氧自由基的氧化作用,在愈鹼性的環境中有助於二氧化鈦光觸媒產生氫氧自由基,故造成鹼性環境中的分解效果比在酸性環境中好。

電鍍!電布!

利用屬於非金屬的布代替金屬物質作為電鍍實驗中的被鍍物,觀察金屬在布上是否可以析出。經過實驗我們發現利用布依然可以使金屬在布上析出,容易觀察,但在實驗時間上卻較長,無法如課本所示範的實驗在10 到15 分鐘內便可完成。歸納發現影響布表面析出金屬的因素主要是布浸泡時間的長短,溶液濃度、電壓大小及液面高低的影響反而不太明顯。

中華民國第三十四屆中小學科學展覽-化學科評語

今年的化學科科展作品,無論就其形式與內容都具有實質的進步。本屆化學科作品特點簡介如下: 一、作品的看板及呈現方式清楚美觀,比往年進步許多。 二、今年作品所使用的材料均能符合科展安全規定,並未有因為不合安全規定而遭退件的事情發生。 三、一般來說,參展同學的表達能力很好,口齒清息且解釋清楚。表示同學們在這方面的教育很好。不過,也顯示出有部分同學的表達能力較差,他們大多來自鄉村地區,城鄉差異與科展作品的關係值得深思。 四、多數的同學在研究時,都能參考過去歷屆參展得獎作品的研究成果並分析其優缺點做改進,使得自己的作品更具深度,這是一種良好的科學態度與更確的科學方法。 五、本次作品有許多取材自學校的教學材料,這表示同學們能從實際問題中去發掘研究題材,使得作品的研究成果具有改進教學的參考價值。不過,這一方面也表示同學們對其他方面的題材思考較少,極待推廣。 六、本屆作品較缺少地區性的特點,未能把鄉土性的精神融入作品中,希望這一方面的題材能繼續開發。

鐵鏽蝕暨常見金屬腐蝕動力與熱力的探討

鐵鏽蝕過程一般視為是無用的電池(電化學),若我們能將這化學能轉變為電能再轉變為熱能加以利用,是科學展覽作品中的一新研究領域;況且高中化學(三)鐵鏽蝕實驗,僅定性驗證鐵鏽蝕陰、陽極產物及酸性物加速鏽蝕的變因而已;在歷屆高、國中科展作品中也沒有出現量化的資料。囚此,本研究希望從鐵鏽蝕暨常見金屬腐蝕動力與熱力的問題著手於量化方面的探討。 在應用方面,若能提高鐵鏽蝕過程的發熱速率,降低材料成本,化腐朽為神奇,將這些自發性的金屬腐蝕有效的利用,在創造能源並兼顧環保概念的實驗設計中,為維護地球資源盡心力,這些就是我們的研究動機。

萬象「羹」新-探討勾芡液的黏度變化

本研究旨在探討各類芡粉糊化後所形成的勾芡液黏度與芡粉性質之間的關係。首先觀察測量並比較各芡粉的澱粉粒大小、直鏈澱粉含量、糊化、老化現象等特性,並自行發展製作旋轉式黏度計,用以測得實驗中蓮藕粉、樹薯粉及不同支鏈澱粉比例的玉米粉勾芡液在不同條件下的黏度,並與芡粉特性做綜合討論。支鏈澱粉含量高的勾芡液黏度大、耐剪切;芡粉糊化前加酸即難起糊,加鹽、加蔗糖對不同種類芡粉的黏度變化有不同效果。

「膠」響樂 - 熱塑水晶混合各種膠類效果之研究

熱塑水晶是一種熱塑性塑膠,它在低溫(60度↑)就能軟化重新塑形,無毒可分解能重複回收使用。我們以各種物質和熱塑水晶混合,自製量化檢測工具進行檢測。經實驗得到以下結論: 1. 便宜的蠟筆可取代色母,幫熱塑水晶進行染色(熱塑水晶:蠟筆 = 10:1)。 2. 清潔劑混合熱塑水晶,不能改變性質,但能直接處理沾手問題。 3. 不同膠類混合熱塑水晶,會產生不同變化,我們研發出幾種較具特色的產品,進行應用。 (1) 保麗龍膠熱塑水晶 以1:1比例混合,熱縮快,熱縮量達60%,在乾掉前拉過,甚至可達80%以上。 (2) 矽膠熱塑水晶 以1:0.05比例混合,延展性佳、乾掉速度慢、產生的絲有極佳的韌性。 (3) 熱熔膠熱塑水晶,增加原有熱塑水晶的沾黏效果。可以黏住金屬、玻璃產品。

電石的最佳化應用

本實驗主要在探討如何把電石製造乙炔時所產生的廢料完全再利用,因電石渣的主要成分為氫氧化鈣(Ca(OH)2),因此設想以電石渣來吸收空氣中的二氧化碳(CO2);實驗中將電石渣加水注入二氧化碳發現會產生碳酸鈣(CaCO3);更進一步將碳酸鈣應用在土壤酸鹼度的改良,實驗結果得知碳酸鈣和pH值3之酸性土壤混合的比例大約為1:5左右,可中和其酸鹼值,使土壤恢復至pH值約為7的中性土壤。另外電石多用於照明、燃料以及農業上水果催熟,我們自製一個較安全的燃燒器具並探討電石量和其產生熱量的關係。實驗得知電石的質量越大,氧化後釋出的乙炔(C2H2)也越多,同時其所產生的能量也較大;透過電石催熟木瓜實驗驗證乙炔為催熟主因,但也得知過量的乙炔不會導致速率提升。

流離燈

本實驗是從最初遇到礦泉水無法使小燈泡發亮的問題,進而開始思索問題癥結所在。突發奇想地想利用電解質在水中的移動來仿造猶如耶誕樹上的跑馬燈般閃爍不已。使肉眼看不見的無色電解質在水中的移動情形,利用指示劑的變色原理,讓離子的移動原形畢露,一窺其導電原理。探討它在國中理化實驗的應用性及跟我們生活息息相關如飲用水、地表、地下、雨水的離子濃度做相互比較。

離子燙讓髮絲飄逸?

在我們四位做科展的同學中,就有三位曾經燙過離子燙。這套由日本傳來的技術,在短短的時間內似乎在台灣已蔚為風潮,吹起一股離子燙旋風﹔燙髮後柔順光亮易整理的頭髮特性,對於許多自然捲或是夢想擁有飄逸秀髮的民眾,的確是一大福音。不禁引起我們的好奇,到底是什麼原因使本來一頭蓬鬆的亂髮變得如此服貼呢? \r \r 正當大家陶醉於這美麗的魔法時,不幸地,本班竟然有一位跑去燙離子燙的同學嚐到了失敗的痛苦,頂著一頭焦焦硬硬的頭髮。想不到這偉大的魔法竟然也有失靈的一天?疑惑的我們,決定著手蒐集資料、進行實驗來探討,到底在什麼情況下頑固的卷髮才會乖乖臣服於美髮師的手下呢? \r