冰箱帶著走----冰包的研究

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1、冰箱帶著走■…冰包的硏究•科別：國中化學科•作者姓名：吳佳漁同學•扌旨導老師：蔡明致老師、謝丁財老師（台中市立居仁國中）•獎項：本作品榮獲「中華民國第39屆科學展覽」國中組化學科第一名。剪報資料（中華民國八十八年四月一日）冰箱帶著走吳佳惠科展炙手可熱改良冰包降溫接近零度全國競賽勇奪國中化學組第名（記者蘇孟娟/台中報導）平時國中生常用來消暑的冰包，卻啓發出台中市居仁國中三年級學生吳佳惠的無窮好奇心，並著手分析、改良，結果吳佳惠靠著硏究取材生活化及應用廣，一舉拿下全國中小學科學展覽會國中化學組第一名，由於吳佳惠改良後的冰包能降溫到接近零度，校長黃明焰表示，將協助申請專利，保護學

2、生的智慧財產權。其實，在教師眼中吳佳惠只是成績表現中等的學生，而且理化科目也並未特別突出，但從國中一年級起，吳佳惠的觀察及實驗力，就令人印象深刻，有時即使課程中沒有的，她也會自行跟著當時的導師蔡明致利用學校實驗器材進行各種化學硏究，以了解課本教學内容。這次吳佳惠的硏究題目「冰箱帶著走-冰包的硏究」，並未參加台中市地方科展，而是參加台灣科學教育館所舉辦的國際科展，獲得推薦直接參加全國科展，結果獲評審一致好評，認爲取材生活化，拿下第一，消息傳回後，台中市教育局還嚇一跳，以爲弄錯了。吳佳惠說，一次上網時發現日本有一種特製啤酒罐，一拍罐子，就能享受到冰涼的啤酒，這種特殊效果令她難忘

3、，巧的是，一次上體育課，班上有同學帶來消暑用的冰包，同樣也是一拍，血但就會變得冰涼，有助消暑，這項小物品，跟日本啤酒罐原理雷同，於是就著手硏究。一般學生用來消暑的冰包並未標示成分，吳佳惠的硏究重點就放在檢測成分及改良效果上，難的是化學成分多如牛毛，分析成分就像是海底撈針，其間，父親看到女兒猶如瞎子摸象，還曾代她打電話問廠商'廠商隨使編個成分，經過近一年的硏究'實驗分析了上百種成分，才終於找出硝酸鍰加水就能出現降溫效果的答案。除此之外'吳佳惠還找出加入不同化學成分'就能讓冰包降溫到接近零度的答案'比現行冰包只能降溫到四、五度的效果還好，指導教師蔡明致說，吳佳惠的硏究成果能讓冰

4、包應用到醫療的急救、冷敷上。吳佳惠的點子及分析結果，不但讓她拿下科展國中化學組第一名的榮譽，還獲得李總統的接見，她說'她只是把實驗當成遊戲玩，未來，還是會努力朝化學領域努力。壹、硏究動機夏天上課，汗水直流！「同學！你怎麼都不熱？」「我有冰包，輕輕一壓，立刻透心涼！」「那裡面裝的到底是什麼？」於是，心裡不禁起了一探究竟的好奇心理!貳、硏究目的(%1)分析冰包內溶質及溶劑的成份。(%1)改良冰包的降溫效果。參、硏究方法分析冰包內溶質及溶劑的成份1-檢測冰包內溶質的特性(1)觀察溶質的結晶形狀及顏色勺•將5g的冰包溶質溶於5ml水中並放在錶玻璃上。女•將錶玻璃放在密封罐內並放一小

5、燒杯的KOH固體。门•隨時更換潮解的KOH。匸•待形成結晶後置於顯微鏡下觀察。(2)測定溶質的酸鹼性分•將冰包溶質配成5%的溶液。女.以pHmeter測定溶液的pH値。(3)測定溶質的熔點：勺.將冰包溶質5g置於燒杯中在石棉心網上均勻加熱。农•以水銀溫度計測量熔點。(4)測定溶質的溶解度勺•將冰包溶質每次lg加入20°C5ml水中並攪拌均勻。久等到恢復20°C且不再溶解時，過濾剩餘固體，稱重，求其溶解度。2・檢測冰包內溶劑的特性(1)測定溶劑的酸鹼性：同1.(1)(2)測定溶劑的沸點:同1.(3)3・檢測冰包內溶質的成份⑴冰包溶質中氧化性離子的測定勺•將lg的冰包溶質溶於l

6、ml水中。女加lml0.5MHC1门•再加lml0.5MKI及2mlCCh看試管下方是否變成紫色。⑵冰包溶質中還原性離子的測定勺•將吨的冰包溶質溶於lml水中。女•放入藍色石蕊試紙加3MH2SO4至試紙變紅色。门•加入IMKMnCh看溶液是否褪色。(3)冰包溶質中揮發性離子的測定勺•將lg的冰包溶質溶於lml水中。2將3MHSO〈沿管壁滴入看是否冇氣泡產生。门•聞管口是否有特殊氣味。⑷冰包溶質中第一族陰離子的測定勺•將lg的冰包溶質溶於lml水中。女.以KOH調成鹼性。H加入Ba(N()3)2及CXN()3)2看是否有沉澱發生。(1)冰包溶質中第二族陰離子的測定勺•取前一試

7、管的澄清液加入AgN03女•在再加入HNO酸化看有無沉澱。(1)冰包溶質屮草酸根離子的測定勺•將吨的冰包溶質溶於lml水中。女•放入藍色石蕊試紙加醋酸至試紙變紅。门加lMlmlCa(NO3)2看是否沉澱。匚加入2mllMH2SO#並溫熱。勿加入0.01MKMnO-i數滴看是否褪色。(2)冰包溶質中硝酸根離子的測定勺•將lg的冰包溶質溶於lml水中。女加入lml濃H2SO4並溫熱。门.加入2mllMFeS0-i看溶液與濃H2SO1的交界處有無棕環出現。(3)冰包溶質中硫酸根離子的測定分•將lg的冰包溶質溶於lml水中