全國中小學科展

化學科

挑戰電中性原理~「帶電溶液」的研究

利用范氏起電器將靜電導入蒸餾水、甘油、苯、環己烷、乙醇、正丙醇、正戊醇、HCl(aq)、 NaCl(aq)、CuSO4 (aq)………等不同溶液中。我們發現,非電解質溶液可以藉由極性分子的媒合作用〝貯存〞電子,而其中H2O效果最好,即水合電子是可以穩定存在的!但在水中若添加HCl、\r NaCl等電解質將會提高溶液導電性,以致於無貯存電子的效果。我們也發現苯雖不是極性分子,但因具有π共振系統,也能有效貯存電子。

果汁割斷了杯子!

星期天的早上,我和媽媽上菜市場買菜,媽媽買了幾顆擰檬當佐料。嘴饞的我一想到又酸又甜的檸檬汁,口水都快流出來了,於是就要求媽媽多買一些。 到了下午我就親自動手榨檸檬汁,先把檸檬洗乾淨切成兩半,再放入榨汁器中用力的壓,臨時找了一個免洗塑膠杯來裝剛榨出的原汁。奇怪的事發生了,一小時之後,我再拿起塑膠杯,杯子竟然斷成了兩截,這是怎麼一回事呢? 第二天,我到學校把發生的事告訴鈺婷和家璋,他們也覺得很奇怪,怎麼會這樣?於是我們三個約了時間,一起去找老師,告訴他我們所遇到的事情,老師說這很有趣,建議大家一起來從事一些實驗,探討這一個問題。

不讓媽媽的愛心變質──廚房的殺手鍋垢

有一天,大家正興高采烈的吃晚飯的時候,媽媽忽然發現:她的拿手好菜──開陽白菜,竟然不暢銷了,弟弟就說:今天的開陽白菜,裡面有很多小小的黑黑的東西,看起來就好像不太好吃,我仔細一看:果然有很多黑黑的碎片滲雜在裡面,使整盤菜看起來就很不對勁。於是我就找幾位同學去問老師,老師說:這是一種鍋垢,如果你們有興趣的話,我們就共同來研究它。

離子擴散會來電?探討氯化鈉溶液濃度梯度差的擴散電位

設計實驗使量筒內的氯化鈉水溶液與純水間有穩定交界面。溶液中的濃度差使電解質的離子發生擴散現象。擴散時,正負離子從高濃度向低濃度移動,以不同的速度同方向進行擴散,造成各液面電荷分布不均,產生電位差。實驗設計一個微型電極,測量不同濃度氯化鈉水溶液與純水間,液/液界面的電壓變化值,開始有電位反應後的3分鐘,每秒讀取擴散電位值一次,每種濃度讀取180個數據,探討離子微觀運動模式。第二個實驗是測量電位反應後,當達到最大電位後連續30分鐘的擴散電位,探討不同濃度的「最高值」與隨「時間」的電位變化趨勢。我們發現液/液界面兩層溶液濃度差越大擴散電位值會越大,當水溶液持續稀釋後,不同的極稀釋水溶液都趨向相同的擴散電位值。

以間隙放電法備製OH基及其吸收光譜之攝製與分析

本實驗探討氮雷射裝置為取OH基這種短生命物質的有效工具,了解所生成OH基在0-0轉動間之分布情形。

黑盒子的秘密─夜光玩具

下課時,有位同學拿了兩個黑盒子在看,我們便湊過去看,「嘩!好亮喔!」「咦!怎麼熄滅了?真可惜!」「再用電燈充電就好了嘛!」 我心裡覺得很好奇,為了探求黑盒子內會發光的玩具秘密,便找了一些同學,一起進行這個實驗。

在濾紙上電解水溶液,兩極之間與隔板關係的探討。

我們在課堂上做完理化第三冊的”電解硫酸銅溶液”實驗中學得在電極的化學反應是如何發生的,但實驗後,這些硫酸銅溶液回收上的處理很是麻煩,鑒於環保的問題,於是與老師討論,能不能以最少量的硫酸銅溶液達到電解的效果,老師告訴我們前幾屆的學長也有想到此問題,於是就設計了一套方法,就是用銅片作電極,直接在濾紙上加入硫酸銅溶液進行電解,我們跟著去嘗試,果真有很漂亮的銅析出,就在此時,吳同學無意間拿了一個銅片放在兩電極的中間,奇怪的事情發生了,不但原本的負極上有銅析出,而放置中間的銅片在靠近正極的那一面沒有接上電源卻有銅析出,另一面則否。圖(一)這究竟是怎麼一回事?引起我們的好奇和興趣,因此,我們就著手設計本實驗,探究其原因。

替身、現身?尋找更好的放「氧」孩子

上了五年級,自然課更生動有趣了,特別是「氧和二氧化碳」這個單元更讓我們感覺到不可思議,太神奇了!心想改天碰到有人需急救,我們就可以自己製造氧氣急救了;但想到用解剖刀切到豬肝的那一慕,都讓我心有餘悸!可是想到老師平時不斷提到的做科學研究的目的就是尋找創造出對我們人類更有助益的事物,於是我們興起探討如何尋找吏合適的替代材料來製造氧氣的念頭,就在老師指引下,進行了一系列的探討!

自製臺灣植物染敏太陽能電池及性質研究

由於染敏太陽能電池製作成本與較早發展的單晶矽太陽電池比較起來低廉許多,且發展潛力頗大,但由於一般學生難以取得其中的關鍵材料(導電玻璃、人工光敏染料)使得此有意義的綠色實驗於中小學的普及度並不高。本實驗的目的便是利用日常生活可隨手取得的資源來自製染敏太陽能電池,一方面透過研究太陽輻射的能量分佈來選取某些高發電效率的顏色染料,另一方面探討染料酸鹼度對其電子傳輸及共價鍵結強度的影響程度,不但希望能提高電池效率,更希冀能普及成中小學實驗而大量製造,在大量及價格低廉的優勢下,再結合美學製作成窗簾等產品,不僅人人皆能為我們日漸暖化的地球盡一份心力,更能美化我們的生活。

靈異照片

本次的研究起因於生活中的小插曲-「果汁不小心滴在相片上,相片產生了變化」。而平時自然課老師不斷的提醒要隨時觀察身邊事物的變化,有興趣就好好的研究,因此我們決定找出到底是果汁中的何種成份使照片產生變化。在研究的過程中,我們從實驗中得到了答案,也發現了新的問題,經過不斷的討論與實驗,我們的主要發現如下:一、相片上繽紛的色彩是由紅、黃、藍三種原色所組成。二、相片上這三原色上色的次序先後是黃 紅 藍。三、水果多為弱酸性(pH=4),然因所含酵素種類不同,對相片所產生的影響也不一樣。四、檸檬酸使相片變色的情形是由相片最上層往下侵蝕一層,而水果酵素使相片變色的情形是將相片的三原色直接溶解了。五、將奇異果及鳳梨果汁經高溫加熱後,因酵素受到破壞,對相片產生的影響與檸檬酸對相片產生的變化相同是一樣的。所以我們認為使相片產生劇烈變化的主因是水果中的酵素,而水果中的微酸亦可對相片產生些微的侵蝕效果。但是,研究過程中水果酵素並不易取得,所以我們是以「蛋白質分解酵素」來實驗;如能取得不同水果酵素,相信可進一步加以研究探討。