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化學科

電解廢液真是環保的元兇?

(一)從報紙上得知,電鍍工廠排放廢液造成大量環境污染。 (二)我們在學校實驗室完成電解(實驗 13- 4 )、電鍍( 13- 6 演示實驗)甚至鋅銅電池(實驗 14- l )等實驗之後所剩下的廢液如果直接排放,是不是同樣也會造成環境的污染呢? (三)電解廢液不應該只是破壞環境的元兇,其實電解法本身應該也是解決電解廢液問題的答案才對。因此我們計劃將實驗室中現有的電解、電鍍設備加以做簡單化、安全化之改良並與其他方法結合,尋求其處理之最適條件。以此改良之電解方式不但可以達成降低廢液濃度到環保排放標準的主要目的,同時更可以將其中的重金屬成分回收作再利用;而且乾淨、迅速,不會造成二次的污染。

品油論煮

國際癌症研究總署指出,暴露在空汙中,將導致肺癌及增加膀胱癌風險,並已正式將PM2.5列為一級致癌物 [1]。肺癌一直高居國內女性癌症排行榜的前三名,廚房油煙應是重要原因。本實驗對七種油品進行了基本理化性質實驗,並找出油品保存的變因。為減少油煙對人體的傷害,進行影響PM2.5值的變因探討,並設計一簡易的實驗方式來呼應PM2.5值的粒子量。結果顯示:精煉油發煙點較未經精煉油高且飽和脂肪酸的比例會影響發煙點及密度;光線及空氣是影響油脂酸敗的變因;油温及加熱表面積對油煙PM2.5值有正相關的影響。本實驗得出一個方便又有效可減少油煙的方法—在烹調過程中戴上噴水口罩並把抽油煙機打開,其減少值可達40%!

神祕的鹽類一奇妙的化學世界

在炎炎的夏日中,偶然的發現水泥牆上有鹽化的情形,引起我們對“鹽”的興趣,進而探討鹽對水泥結構的影響。更進一步地我們又探討鹽類對化學反應的影饗,並利用不同的鹽類取代王水中的 HCI ,觀察黃金在其中溶解的現象,並從其中反應探究不同之配基和中心離子反應情形。及鹽類於一些化學反應中扮演何種角色。

微電腦在化學上的應用

在國中選修理化第三冊第二十一章溫度與反應速率的實驗中,我們利用硫沈澱遮蔽瓶底記號所需時間的長短來測量反應速率,但是加入鹽酸後的溫度,硫沈澱是否定量,以及曲線的描繪均含有相當比例的人為誤差,恰有同學學了電腦,就此問題請教老師,是否能以科技產物─電腦來增加實驗的精確性,於是在老師的指導下,我們作了下列的研究。

金屬的氧化還原再探討

觀玩濾紙上伸展的美麗金屬樹,令人疑惑為什麼它能彷若有生命般的生長?是反應物間的碰撞或電子傳遞?是否能用實驗方法找到證據?因此著手做連串的實驗研究來探討它。

這不是「拉午耳」的錯

本研究是利用塑膠杯子為主體,中間利用鋁箔當介面,組裝一個簡易且可靠的測定溶液蒸氣壓並探討拉午耳定律偏差的裝置。我們測量了水、乙醇、氯仿、丙酮、苯、甲苯等六種純液體的蒸氣壓,並測量了(水+乙醇)、(氯仿+丙酮)、(苯+甲苯)等兩成份系溶液的混合蒸氣壓。結果發現(水+乙醇)的混合蒸氣壓以及(氯仿+丙酮)的混合蒸氣壓都比理論值低了一些,此稱為負偏差溶液;(苯+甲苯)的混合蒸氣壓與理論值差不多,較接近理想溶液。最後,我們還測量不同溫度下的蒸氣壓,並利用clausius-clapeyron equation求出 H? ;同時透過實驗,證實了拉午耳定律。

金雙氧、鉛雙氧、氧氧相連!

本實驗研究,從清洗隱形眼鏡的「防漏鏡盒」中發現,白金是使雙氧水分解很好的催化劑開始,透過資料的搜尋,發現有幾屆科展作品探討過MnO2 對於H2O2 的催化能力及相關探討,有些文獻中也探討顯示CuO、PbO可作為MnO2的良好催化輔助劑;因此,本實驗透過科學邏輯的方法,設計一連串的實驗,找到了一個使雙氧水迅速(急速)分解的催化劑--PbO2,因此,本實驗研究的重點就偏重在PbO2的催化動力學及應用於殘餘雙氧水檢測之可能。

晶晶計較-明礬結晶的奧秘

我們發現糖度計刻度和明礬溶液的濃度呈線性正比關係,且相同濃度的明礬水溶液在不同液溫時,糖度計刻度相同,可以用糖度計來測量明礬濃度。濃度10~20g/100ml的熱明礬水,降至室溫15℃未搖晃的情形下,沒有均勻成核的現象,搖晃後則有均勻成核現象。以透明度和晶種完整性考慮,在液溫30~60℃,濃度13~14g/100ml (8~8.5°Brix)的熱明礬水,不搖晃的情形下適合做晶體的二次培養。每次換水的晶形會記錄在晶體的底部,多次培養側邊有階梯狀,六邊形晶體長大後會有Y字型圖案。發現所有金字塔型晶體,斜面與底部夾角約55度,進而分析明礬晶體的晶面角守恆的現象,發現晶面夾角皆為105゚與125゚。

自製簡易吊白塊檢測試紙

這幾年常常聽到許多食品加了非法食品添加物,使人們防不勝防,然而送驗食品又並非如此容易,因而使我們想要找出在實驗室中就能利用簡易的方法測出那些非法食品添加物,讓人能吃的安心。 我們利用了澱粉與碘化鉀錯合物,製成了「簡易吊白塊檢測試紙」,並且能推廣到其他與吊白塊同性質的非法食品添加物(例如:亞硫酸、焦亞硫酸)。 利用滴測前後顏色的數據變化,做出吊白塊的檢量線,但是,初期開發的試紙在吊白塊濃度低於40ppm時有觀察及檢測的困難,經過多次改良與實驗,我們開發出了煙燻法,在低濃度時也能有明顯的顏色變化的試紙,且做出漸層的試紙,在不用電腦分析下也能快速了解食品溶液還原劑濃度的區間,大大的提高了我們試紙的使用價值。

神祕的銀晶體

去年暑期科學營的活動有一個實驗是「 鋼與硝酸銀溶液的反應」,我在實驗的操作過程中,發現銅片上析出灰黑色的泥狀物質,此結果與實驗手冊上所述之「閃亮針狀的銀晶體」完全不同,為了探究其原因,便利用課餘時間進行以下的實驗。