全國中小學科展

化學科

「蕉」點話題

一、成熟、不成熟的香蕉先做糖及澱粉的定性分析。(一)分用碘液、本氏液來檢測澱粉及糖。二、購買後五天內的香蕉做糖量分析。(一)先製作存放不同天數的香蕉溶液。(二).利用過濾的方式將香蕉的纖維與液體分開(三).取出部份的液體加熱得到糖(四).最後秤重再比較糖含量的多寡。三、在不同水溫下,不成熟的香蕉糖量分析。(一)先將不成熟的香蕉磨碎後,分別放進不同水溫的香蕉溶液。(二).利用過濾的方式將香蕉的纖維與液體分開(三)取出部份的液體加熱得到糖(四).最後秤重再比較糖含量的多寡。四、觀察香蕉果肉變色於成熟度、水溫、酸鹼性、接觸的物質的關係。(一).設計各種不同的操作變因後,觀察並紀錄再加以討論。

紅得發紫---以簡易光譜儀分析紅龍果肉之甜菜紅素特性

外觀呈紫紅色的甜菜紅素,富含於紅龍果肉內,以冷凍、過濾與離心的步驟取得。同時由鎢絲燈泡、科學maker的分光器、手機與電腦軟體Image J、Excel 2016組成簡易光譜儀。簡易光譜儀可測量甜菜紅素最大吸收峰波長λmax=538nm與繪出吸收光譜圖。吸收光譜圖的吸光度A值,可得知甜菜紅素在紅龍果肉的含量。甜菜紅素在pH值3~9最穩定、在氫氧化鈉溶液pH值>10環境、乙醇為溶劑、芬頓試劑與硝酸鐵溶液時,會降解成黃色的甜菜醛胺酸λmax=420~450nm和無色的環多巴。甜菜紅素可與Cu2+、Fe2+、Pb2+、Co2+、Ni2+、Zn2+螯合配位成錯合物,外觀呈現紫色、紫紅色、粉紅色、橘紅色、黃色、橘色,λmax會往短波長移動。再加入EDTA後,又恢復成甜菜紅素。發現Cu2+與甜菜紅素的螯合配位最好,可以偵測Cu2+至1ppm。

反「薑」一「金」─探討薑黃素對於金屬離子的螯合作用

本研究以市售料理用薑黃粉分別製備水溶液及酒精溶液,測量薑黃素溶解度的差異。再以薑黃素酒精溶液分別與硫酸銅、硝酸鐵溶液充分反應後離心,利用Cu2+和鐵氰化鉀、Fe3+和硫氰化鉀的變色反應,以確認螯合後濾液是否仍有金屬離子或薑黃素殘留。接著,測量不同濃度薑黃素水溶液、硫酸銅溶液與硝酸鐵溶液的吸收光譜,並以不同濃度、不同pH值下的Cu2+、Fe3+水溶液與足量薑黃粉反應後測量其濾液的吸收光譜,分別建立其特徵吸收峰檢量線,並比較螯合前後的差異。結果發現,薑黃素在一般環境(不改變pH值)對Cu2+和Fe3+的螯合能力優於在酸性環境(pH=2)下。未來可將本研究所建立的操作步驟應用於廢水中Cu2+、Fe3+檢測。

氯化氫之定性分析

國中化學第二冊實驗 7.-2,討論到氯化氫含有那些元素,依照課本實驗 7.- Z 步驟進行,將產生可燃性氣體,但我們在做實驗時,由試管底側小孔逸出的氣體,卻無 法燃燒。又由步驟2於試管中加入氣化氫水治液與二氧 化錳作用後,將產生黃綠色的氣體,但我們發現若氣化氫量大少加熱後就看不見黃綠色的氣體,若氯化氫的量太多,可能產生大量有毒的氣體,十分危險,而發現本實驗有許多缺點及漏洞,囚此我們完成此實驗。

可逆質子轉移導致顏色改變之研究

分子間的作用力,如:氫鍵、π-π作用力等在生物、化學或材料科學中扮演著重要的角色。除了穩定整個分子的結構外,也可傳遞訊息,如:電子轉移。因此合成一些藉由分子間作用力所形成鏈狀、層狀或網狀等巨分子 ( supermolecules ) ,在材料化學有其不容忽視的前瞻性及挑戰性。譬如,某些特例的氫鍵化合物在受熱、受壓後會產生質子轉移的現象,質子轉移伴隨著電子轉移,進而在外觀顏色上產生改變,有些染料分子(organic pigments)可以應用在油漆、塑膠、印表器等科技上面。

綜合性實驗設計一密閉器中燃燒與氣相成分變化之研究

在國中理化課木第一冊第四章空氣成分中,我們發現蠟燭燃燒後能使瓶內水位上昇的奇妙現象,使我們深深體會到空氣的奧秘,也因為如此才促使我們更加好奇的想了解空氣的真面目,以及改用酒精、鎂帶等來代替蠟燭重新設計多樣化實驗裝置,以利更深入的探討和研究。

Cl-(aq)的催化現象

在實驗中偶然發現CuSO4(aq)+NaCl(aq)+Al(s)會使Cu2+還原析出的反應變得非常劇烈,並生成大量H2,但若只是CuSO4(aq)+Al(s)反應而不加入NaCl,則Cu2+被還原成Cu的速率就非常緩慢,也無H2生成,故探討其中原因。

殼殼好朋友-探討甲殼素和筍殼碳複合材料的吸附能力

我將甲殼素與筍殼碳依7:3、6:4、5:5、4:6及3:7比例混合製成複合物,吸附不同濃度的硫酸銅、亞甲基藍(色素)、硝酸鉀(無機鹽),複合物不同比例間對於銅離子、色素、硝酸鹽的吸附情形都不同,銅離子甲殼素比例高吸附好,色素碳比例高吸附好,硝酸鹽甲殼素比例高吸附好,但甲殼素價格高而碳的價格低,添加後除可降低成本,還可應各種不同需求選擇不同比例的複合物,而5:5的吸附效果與甲殼素相近,且成本較低,製成片狀易於回收,所以利用價值最高。

中華民國第三十五屆中小學科學展覽-化學科評語

今年作品件數去年增多,尤其國中組與高中組較為明顯,可能是學生的興趣提高與老師的鼓勵所致。 展覽看板進步很多,版面大方清楚。原因可能有三:(一)電腦處理進步,使用方便。(二)科學館新製作的看板。(三)安全檢查與看板規格嚴格執行。 國中組第一名「鐵同電池之探討及改良」,以自製的簡易電池使玩具風扇轉動。有關電磁的探討,幾乎歷屆都有作品,但能使馬達實際轉動且持久如本作品者未曾有過。其突破甚具創意,值得鼓勵。(1.加大電極板面積2.取消鹽橋) 應改進事項敘述如下:(一)應查文獻類似作品,(二)實驗數據之處理,由應注意有效數字的處理與其所代表的意義。注意實驗誤差。(三)應根據實際實驗結果解釋,不可多作臆測。

鐵磁流體之製備與研究

使用國中實驗室設備,利用化學反應製造出四氧化三鐵(Fe3O4),以檸檬酸為表面活性劑將四氧化三鐵溶解成流體狀態,透過不斷的實驗,尋找製備磁流體的最佳製程,製備出磁流體,並進一步研究磁流體的磁性表現。