全國中小學科展

化學科

微波觀點

振頻 2450MHz 的微波已堂堂走入家庭成為一股新興熱源,就其高效能與普及性理應具有更寬廣的應用空間。本研究由觀察微波效能著手,透過熱敏電阻溫度計監測微波爐內的升溫歷程,試著與實驗室內酒精燈熱源進行實作比較,並藉以探索水溫變化量與水量多寡、加熱時間的確切關係。針對微波環境的特異性,設計系列實驗探討並釐清旋轉盤上不同位置的吸波性與相互之間的遮蔽作用。又經由多種試樣的微波升溫情況比較,確認分子極性與吸收微波能力的相依性。另外,通過實驗觀測建立了酒精度、醋酸度與微波升溫的關係圖。在持續聚焦的微波觀點下,完成了五分鐘肥皂速成法、硫酸銅晶體或氯化亞鈷晶體的脫結晶水、無字天書、指紋現形、噴墨紙的酸性鑑定、發麵做美食等實驗設計與實作成果,積極拓展微波爐的應用價值與微波實驗的新思維。

「量點」中的「亮點」---自製螢光光譜儀研究量子點之螢光性質

量子點以水熱法合成,反應物是檸檬酸與乙二胺,反應條件為150℃、2.5小時,經透析膜純化後,得黑褐色液體。有廷得耳效應,紫外光可見光譜最大吸收波長340奈米,而在紫外燈下,會發出藍色螢光,且螢光放射波長460奈米,是以碳為主要組成原子的量子點。利用牙膏盒、空白DVD片、數位相機、積木與紫外燈,結合電腦軟體Image J分析影像與Excel,自製螢光光譜儀,可測得量子點螢光放射波長450奈米,非常接近實際值。再以自製螢光光譜儀研究,發現量子點在含酒精或離子強度強的鹽類水溶液,如氯化鋇、氯化鈣,螢光強度會增強;水溶液pH值小於5或大於9或在硫酸銅溶液螢光會降低,故需調整溶液pH值在7附近,使螢光恢復。

避免污染的實驗設計

從實驗室輸出得污染源,已成為環保工作中重要的一環,而有些污染是可以從變更實驗設計來避免的,我們把理化課本中,較易造成污染的兩個實驗,重新設計改良。

晶生有道(續)

在第三十四屆全國科展中,蒙幾位教授的細心指導與鼓勵,使我們在國中階段利用課餘時間,針對以前的結果,經驗繼續研究。

發了?發了!

在日常生活中,各位可能曾經吃過餅乾、麵包、饅頭,但你(妳)可曾仔細觀察它們之間有哪些的相異處嗎?假若你將饅頭撕成半,會發現其內部有一些形狀不規則的空間,到底是什麼東西造成這種現象呢? 為了找尋答案,我們設計了一些簡單的實驗。

不同濃度層離子躍遷行為之研究

將不同濃度的氯化鈉溶液分別放在上下層,因濃度差發生擴散現象。正、負離子帶著相反的電荷,以不同的離子遷移速度進行同方向擴散,會形成正負離子電荷分布不均現象,引起各溶液界面薄層中出現電雙層,產生類似電化學氯化鈉電容。正負離子在溶液中遷移速度是不同的,Na+和 Cl-離子兩者電量相等,但是Na+離子半徑較小,在水溶液中Na+電荷密度大,離子水合半徑大,在水中移動的阻力愈大,所以Na+離子遷移速率比Cl-離子小。設計特殊八通道電極,在不同濃度氯化鈉水溶液擴散層,沿垂直方位擺置八個電極,連續偵測離子擴散電荷產生的電位差,由垂直方位電位值的變化趨勢,探討Na+和 Cl-離子擴散的運動模式,由實驗數據可觀測到微觀離子相對運動情形。

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。

「花多留得美永恆」─自製不凋花之研究

本研究主要探討長保花朵美麗不凋方法。由於花朵中含有水分,當這些水分揮發以後,這朵花就枯萎了,我們在日常生活中找尋甲醇、乙醇當成可脫水溶液,丙酮用來脫色,因此使用它們來做A液。B液是代替花的水分,而且要用不易揮發的溶劑,因此我們使用聚乙二醇搭配各種保濕溶劑來製作B液,最後終於做出美麗的不凋花。 為了把感覺變成科學的數字,我們利用色卡及含水率公式,找出不凋花製作最佳成分以及比例,做出美麗的不凋花。

氣體分子擴散的探討

在高中實驗課程中,研究氣體分子擴散速率及距離對密度的關係,僅能在同溫、同壓下,控制長度一項變因,所以在課餘時間集合同學探討課本中有關影響擴散速率的因素,自行構想設計,並改良實驗裝置,以期達到我們求知的慾望。

水果微笑 努力起「酵」~探究自製新鮮水果酵母液對於麵種發酵的影響

透過觀察與實驗,了解在一般環境下利用水果培養酵母菌液的特徵及變化。並研究水果的果皮、果肉、果芯及其他因素對於培養酵母菌液時間長短及變化。 在培養酵母菌的過程中,最重要的是必須減少汙染的因素,避免水果酵母液發黴產生變質。我們發現即便氣溫驟降而影響室內溫度變化,酵母菌也能順利的發酵,只是過程中所需時間的長短而已。此外,水果的每一部位都有酵母菌的存在只是含量多寡的不同,而不同的添加物對酵母菌的活性會產生不同的效果。