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第一名

醣寶寶的「旋光」世界----自行組裝旋光度計來探討蔗糖水解的動力學及平衡

本研究是利用偏振片、量角器位刻度盤、雷射光為光源,以及生物用到的照度計為偵測器,組裝一個簡易且可靠的旋光度計。我們利用單位時間旋光度的變化量當做反應的速率,來測量蔗糖的水解速率,同時求出蔗糖水解反應的反應級數、速率常數﹙k﹚。進一步,利用醣類的旋光度具有加成性之特性,找出不同混合比例時的旋光度,來追蹤實際蔗糖分解的每個狀態,並找出最後的平衡狀態,同時將蔗糖水解平衡的平衡常數﹙K﹚,及該反應的反應熱﹙△H﹚算出。結果顯示,旋光度與濃度有線性關係,而蔗糖水解反映對蔗糖而言為一級反應,反應的速率常數為5.17×10(min),反應在催化劑存在下活化能約為1.29(J/mol)。當反應達平衡後,平衡常數在溫度為25℃時為38.00(M),該反應的反應熱約為-152.67(KJ/mol)。

測量自由落體加速度裝置的研究

日常我們看到小石子、瓦片……等由高處落下時,速度越落越快,到底那樣快的速度,變化的情形怎樣?能不能測量?我們把這個問題請教老師,老師說:「由於自由落體加速度很快,要直接測量相當困難,一般都是利用閃光照相裝置、或是利用電鈴型計時器測量,但這兩種方法都有缺點」。我們聽了以後覺得既然這兩種方法有缺點,那塵我們能不能設計一套新的裝置來改良其缺點呢?因此我們做了以下的實驗。

「醬」新獨具-低糖果醬的製程開發及凝膠性質探討

為開發低糖果醬,本研究以高甲氧基果膠 (HMP)、低甲氧基果膠 (LMP)、愛玉子果膠酯酶 (PME)、榕屬植物果膠改變條件製作果醬,並發展黏度測試裝置測試品質。首先,以HMP製作果醬,需糖及酸產生氫鍵凝膠,含糖量55%以上方可達市售品質;檸檬酸濃度0.2%以上黏度最佳;且靜置可使黏度提高。以LMP製作果醬,添加0.05%CaCl2可減糖至50%,再減少檸檬酸可進一步減糖,但靜置會使黏度變差。混合HMP與LMP在低糖環境無法提升果醬品質,但在HMP中加入愛玉子PME攪打,會發生去酯化反應及轉醯基反應,24hr後黏度提高可製作果醬。薜荔與大果藤榕果膠性質接近HMP,可作為果膠替代品,且在HMP中添加大果藤榕果膠可提高黏度進而減糖。最後,本研究結合上述發現提出數種35~50%低糖果醬製程供大眾參考。

由固體氧化劑之分解速率以探討最好催化劑及實驗室製氧之最佳途徑

將各種固體氧化劑(K2Cro4,KClo3,KNo3及Na2O2等四種)分別與金屬氧化劑物(CuO,Cu2O,MnO2,CaO,MgO,AI203,ZnO, Fe2O3, PbO及HgO等10種)混合加熱測定其分解速率然後加以比較

螞蟻傳遞移屍行為之觀察

每逢雨後校園各角落總是分佈無數的「蟻巢」火山口,這時只見工蟻忙著修補住所,將挖出來的土堆到巢外。為了想了解整個蟻城的生活情形,我們選擇 Pheidole sp.親自飼養,經二個月耐心的觀察發現這種螞蟻有一種非常社會化的行為一搬運屍體堆積成公墓。到底是什麼魔力導引,產生這種類似人類移屍的行為?一直困惑著我們,所以決定著手針對這個間題深入探討,希望能找出答案來。

以自製模型解釋酸鹼強弱

上課時老師以過去本校用保麗龍球內裝磁鐵所製成之模型來說明低限能,活化複體,催化劑效應,碰撞方向性等現象,當時我們連想到,化學上陰電性之意義與磁力之意義很類似;是否能以類似模型來解釋由於原子陰電性大小不同關係所引起之各種不同現象,於是在老師指導下製作這套模型。

海水入侵地下水之模擬實驗

本研究利用簡易器材自製實驗裝置,模擬「沿海地區地下水含水層遭海水入侵」的現象,共設計九個實驗來探討海水侵入地下水的相關問題。研究顯示,過度抽取地下水會破壞液壓的平衡狀態,海水將入侵地下水層而造成地下水之污染。而且,海水與淡水之密度差愈小,大量抽取地下水後,淡、鹹水交界面上升愈多,地下水鹽化的程度也愈嚴重。此外,本研究自製之模型及實驗裝置,具有製作簡易、成本低廉、操作安全及結果容易觀察之特點,可應用於國中自然科之教學上。

誰害我消化不良?─澱粉 抑制劑之研究

近年來,植物所合成的澱粉?抑制劑已被分離純化用以治療糖尿病與減肥,是種相當有用的物質。我們的實驗係利用不同植物的萃取液,來測試其所含的澱粉?抑制劑,對不同生物之澱粉?的影響。其中,花豆、黑豆、馬鈴薯萃取液抑制豬胰臟澱粉?的效果最佳;菜豆、四季豆萃取液抑制蒼蠅澱粉?的效果最佳;黑豆、皇帝豆萃取液抑制黃豆澱粉?的效果最佳;不同萃取液抑制口水澱粉?的效果則差不多。另外,我們針對幾種抑制效果較顯著的萃取液,進行活性測試,其中皇帝豆的澱粉?抑制劑最耐高溫,100℃才會失去活性,其次是菜豆、四季豆,在 85℃時變性,最差的是黑豆。菜豆、四季豆兩者在偏酸性環境中的抑制蒼蠅澱粉?的效果最佳,而皇帝豆、黑豆則在中性的環境中抑制黃豆澱粉?之效果最佳。由此可見,不同植物的澱粉?抑制劑的活性皆會受溫度與 pH 值的影響,其成分應為蛋白質。我們更進一步將萃取液處理黃豆種子,確實可抑制黃豆種子萌發,降低其發芽率與發芽長度。本實驗證明植物之澱粉?抑制劑可抑制多種生物的澱粉?活性,未來可應用於生物防治、人類糖尿病治療、減肥、以及抑制種子萌發或調節植物生長等方面,可謂妙用無窮啊!!

電池跳、挑電池~探討3號鹼性電池電量與電池彈跳及滾動行為之關聯性

為了找出電池消耗電量超過五成時,電池的恢復係數會有劇烈變化之原因,本組將電池解剖,觀察內部構造,並將電池中央挖空填入塑鋼土,模擬電池內部物質硬化結塊對電池彈跳之影響,並進一步使用玻璃瓶填充不同比例的砂-水混合物進行彈跳模擬。 經一連串的實驗設計可知,新舊電池內部構造截然不同,而造成彈跳性質變化:1、新電池底部有一空腔,充滿電解液,在撞擊時具有緩衝效果;2、新電池中央隔離層包覆的負極物質是柔軟的,會吸收反彈之能量;3、新電池的正極是固液混合物質,隨電池放電,會逐漸結塊硬化,當達到一定比例時,電池便會跳得更高。最終,根據電池彈跳性質差異,利用其撞擊時所發出之聲響,來迅速判斷電池新舊,此為一重大發現。

探討溫度、濃度對液體內部阻力的影響

從教材中,我們待知固體間有摩擦阻力,而液體於流動中亦有內部阻力,其大小是否與物質種類、溫度、濃度等因素有關呢?有何關係式呢?這些問題引起我們探討的興趣。故作此實驗,以得其結論。