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化學科

酸雨來了我知道─酸雨警報器

本研究係利用電解質導電之原理串接一電解槽、一顆以上十顆以下之電池及蜂鳴器構成一個能警示 pH5 左右的酸雨的警報系統。針對電路中的電阻、電壓、電流等參數進行分組測試與討論,找出其中最適當的組合,以進行酸雨監測。由結果顯示,蜂鳴器之基本功率為 0.1W,在 pH 值為 3 左右時以銅片作電極 12V 電源所產生的功率為 0.053W,碳棒則為 0.036W(此時蜂鳴器已會運作),但因銅片所產生的功率較高所以電極部份就選用銅片;而在 pH 為 4 時所產生的功率僅有 0.004W(此時蜂鳴器不會運作),為了使電源產生的功率符合蜂鳴器之基本功率區間範圍(0.05W),電源則是選用 90V 電源。由測試的結果定義本系統的規格為 DC-90V,0.05W,運作的 pH 最高值為 4 左右。此外,由溫度對導電度的測試中得知,在 15~35℃的溫度範圍內,溫度對本系統不造任何成影響。另外,為增加本系統之實用性及方便性,可於電路中加裝一安培計,根據安培計電流的讀數準確計算雨水的 pH 值。由實測的結果發現,汐止地區降酸雨的機率高達 78%,故應盡量避免淋到本區的雨水。

離形換影-探討離子移動的現象

在傳統的離子移動實驗中,我們常以濾紙當做離子移動的界面,但實驗過程卻不盡理想。另一方面,根據文獻資料提到,其實洋菜膠也可當做離子移動的界面,因此我們便嘗試尋找一種適合離子移動的界面來探討離子的移動速率及相關實驗--我們找到最適合離子移動的界面及條件是:2%的洋菜膠含有0.05M 的硝酸鉀溶液,在12V 的電壓下進行,離子溶液的濃度採用0.50M。並且,藉此實驗我們亦可探討許多不同的變因及影響,找出最適合的實驗模式,加以應用在課本的實驗中。

電電看就知道

酸鹼滴定(6)由於指示劑(5)變色判定不易,且反應速率(5)及沉澱滴定(1)並也是以肉眼判定實驗結果,因此不易判定當量點,但三項試驗皆會牽涉電解質(2)溶液中離子的變化,所以本研究欲利用導電度判定當量點及反應速率級數。 本次的研究的實驗分成兩大部分,第一部分為討論電解質水溶液中影響導電度的因素。由實驗結果得知,電解質溶液的導電度大致上符合歐姆定律(3),而且測量導電度時,必須避免極化程度以及電解作用的干擾,所以要除了必須將輸出電壓控制在2 ~ 3V,也需固定以下變因:(一) 通電時間 (二)反應溫度 (三)電極距離 (四)電極表面積。且由實驗結果可得到 CH3COOH(aq)之平衡常數(7),在0.02M 時為1.94×10−5,其誤差值為6.11%。 第二部分則是進行酸鹼、沉澱滴定,結果顯示以此方法判定當量點誤差值均在4%以下。並以導電度測定溶液濃度與反應速率之關係(5) , 由結果可得到 之反應速率定律式為,與預測之實驗結果一致。由此可知由導電度進行有關電解質溶液的實驗是一準確可行的方式,並可應用於其他電解質溶液的化學反應。

變變變──找出植物界最佳的天然指示劑

有一次,就讀六年級的哥哥上自然課,研究水溶液的酸鹼性,必須使用石蕊試紙或廣用指示劑等化學藥品來檢驗,但基於近年來環保意識的提倡下,於是引起好奇心,希望從自然界的植物中找出一種最佳的天然指示劑,減少污染環境,並藉此了解物質酸鹼的性質。

比一比,看誰吐的二氧化碳較多?

在上四上自然第二單元時,老師分發給每位小朋友,一杯澄清的石灰水,讓我們吹吹看。我輕輕的吹了幾下,杯子裡的水變得有點混濁。過了不久,好奇特的現象發生了,水底下出現了白色的物體,別人的杯子裡也是這樣,只是有人的白色物體較多,有的人較少,為什麼會這樣呢?我感到有點疑惑,於是在老師、同學共同努力下,做了一連串有趣的二氧化碳實驗。

背叛顏色?銀片變黑洗白的研究

本研究是觀察銀片變黑洗白的化學變化,透過光學顯微鏡的觀察,了解反應後的銀片表面變化,並且探討加速銀片變黑和有效洗白的變因,最後成功的利用電解法使(褐)黑色銀片還原成銀白。

河清難俟—奈米磁性顆粒加速明礬沈降的大發現

明礬用於自來水淨化已是行之有年的做法,其限制在於膠狀沉澱沉降的速度太慢,倘若能改善沉降速率,將對淨水程序有莫大助益。奈米尺度大小的材料是當下最熱門的議題,它的應用也蘊藏著許多潛力,一般奈米材料利用的是表面積效應和體積效應。我們在參考資料的幫助下做出有磁性的奈米級顆粒,在Al(OH)3\r 的膠狀沉澱內加入此磁性顆粒,可由外加磁場加速沉澱。我們的願景是希望使之加速沉降或使沉降過後的水更乾淨。改變奈米級顆粒的製作方法和使用方法,提高效率和降低成本,找出幫助沉降最有利之條件。

當新污染惑源就在您身邊-----家庭污水的探討

最近,電視和報紙上經常報導「林園工業區」工廠廢水嚴重污染附近農田及養殖'場,大批農民及漁夫走上街頭,要求賠償並要求妥善處理廢水,這項消息引起同學們莫大的興趣,覺得除了工廠廢水會造成壞靜污染外,是不是家家戶戶每天洗衣服、洗蔬果、洗碗盤、洗廁所和廚房裡排出的大量廢水,也同樣會造成公害問題呢?於是我們去請教老師,在老師的鼓勵和指導下,我們開始從事家庭污水的探討並研究淨化處理的方法。

喝茶?找碴?-單寧酸和茶的異想世界

大家都喜歡喝茶保健但是喝茶過濃會傷身,造成貧血,所以透過實驗來找出多喝茶是否完全沒壞處。本實驗主要以生綠茶液、各品牌茶飲料,利用硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵三種鐵化合物的鐵離子和茶葉中的單寧酸,化合產生沉澱物的方法,以沉澱物的多寡,來判斷茶葉含單寧酸的量。 經過一連串實驗發現,浸泡時間久或煮沸方式,增加單寧酸的溶出,妨礙鐵的吸收,但是加入酸性物質,會減少單寧酸和鐵離子產生的沉澱。市售茶飲料以純綠茶和純烏龍茶單寧酸含量比紅茶多,酸性紅茶單寧酸的量則大量減少。各處水源含鐵量的比較結果是地下水>自來水>井水>市售礦泉水>埔里泉水。多吃波菜不一定健康。

金枝綠葉-綠色能源之探究

生質酒精之酒精濃度、溫度、糖度及pH值都會影響或抑制酵母菌的發酵。以廚餘米飯來製備酒精最佳重量比例為酵母菌:米飯:水=1:100:100,環境條件為pH=6、溫度25℃為佳;有些水果成分中含有抑制發酵之成分,故不是每種水果皆可發酵酒精。甘蔗實施三次蒸餾後酒精度可達70%,最佳重量比例為水果酵母菌:甘蔗汁=1:50,環境條件為pH=6、溫度15℃為佳;茶葉酒精則以發酵度較少之茶葉與其梗為原料較佳,茶葉之枝比葉好-金枝綠葉,前處理以0.5%KOH加5%Ca(OH)2在60℃超音波震盪1hr後以微波加熱90秒,再加入硫酸調至pH<1,超音波震盪1hr再放置24hr以上等步驟為最佳前處理水解糖化程序。