R中華民國第49屆中小學科學展覽會作品說明書國中組化學科第二名030201「晶」益求精-探討不同聲波、溫度、濃度、離子等對其影響學校名稱：桃園縣立慈文國民中學作者：指導老師：國一熊若含林孟忻國一蕭宇珊關鍵詞：飽和溶解度、聲波、酸鹼鹽摘摘摘要要要本實驗以硫酸銅與明礬為研究對象，探討影響化學結晶的因素。主要是用外在聲音頻率來影響物質結晶。我們發現硫酸銅的結晶量在每隔300Hz之下，均會突然增加；但明礬卻是隨著聲音頻率的增加而做某種規則性的遞減。除此之外，音頻對於硫酸銅結晶的外在形狀也有著某種影響，大致上在1000Hz以下，較易呈現長圓柱形；在1000Hz以上，則較易呈現小針狀形。為確認音頻的確會影響化學物質的結晶，我們更利用駐波的共振與共鳴原理，對著長玻璃管柱施放一系列音頻，竟可得到一規則性的節狀結晶體，然而目前我們對於此複雜之物理駐波原理並未能了解，故無法做一整體性探究。最後，我們仍以改變溶液中的離子，如加入食鹽、酸離子、鹼離子等方法，來研究對於化學結晶是否有影響。2壹壹壹、壹、、、研究動機研究動研究動機機研究動機最近的新聞都在報導「毒奶粉事件」，中國製的三鹿牌奶粉被發現含有三聚氰胺，若食入體內量過多將造成腎結石。到底是什麼外在因素會影響石頭(結石)的形成？聲波頻率的不同、周圍溫度、濃度的不同，甚至於溶液本身所含離子的種類不同、酸鹼性的不同，都是否會影響結晶呢？過低的頻率是不是就不會有結晶的產生？過高的頻率是不是也是如此？又會不會因為自然形成或人工影響而形狀不同呢？還是會因為聲波源位置的不同或是酸鹼性的不同而有所相異呢？這些都是我們想要深入研究的，利用硫酸銅、硼砂、草酸鈣做結晶體，一一解開所有的疑問。貳貳、、、、研究目的研究目的研究目的一一、、、、探討探討探討探討聲波對結晶的影響聲波對結晶的影響聲波對結晶的影響：：：：包括(一)不同頻率的聲波對結晶量的影響(二)不同頻率的聲波對結晶體形狀有何不同(三)不同聲波源位置對結晶的影響(四)以駐波形式或製造共鳴對結晶形成是否有影響二二、、、、探討探討探討探討不同溫度對結晶的影響不同溫度對結晶的影響三三三、三、、、探討不同濃度對結晶的影響探討不同濃度對結晶的影響四四四、四、、、探討探討探討探討溶液本身溶溶液本身液本身溶液本身含有其他含有其他含有其他含有其他離子時對結晶的影響離子時對結晶的影響五五五、五、、、探討不同探討不探討不同同探討不同酸鹼性酸鹼酸鹼性性酸鹼性溶液對結晶的影響溶液對結晶的影響3參參參、參、、、研究器材研究器材研究器材一一、、、、電腦電腦電腦二二二、二、、、使用軟體使用軟體使用軟體：使用軟體：：：((NCHToneGenerator軟體軟體軟體)軟體)))三三三、三、、、保麗龍箱保麗龍箱保麗龍箱四四四、四、、、隔音棉隔音棉隔音棉五五五、五、、、擴大機喇叭擴大機喇叭擴大機喇叭、擴大機喇叭、、、耳機耳機耳機耳機、、、、長玻璃管長玻璃長玻璃管管長玻璃管((((直徑約直徑直徑約約直徑約11ccmm1cm；1cm；；；長約長長約約長約3300ccm)m)30cm)六六六、六、、、燒杯燒杯燒杯、燒杯、、、試管試管試管試管、、、、酒精燈組酒精酒精燈組燈組酒精燈組、、、、刮杓刮刮杓杓刮杓、、、、滴管滴滴管管滴管、、、、量筒量筒量筒量筒七七七、七、、、明礬明礬明礬、明礬、、、硼砂硼砂硼砂硼砂、、、、硫酸銅硫酸硫酸銅銅硫酸銅、、、、草酸鈣草酸草酸鈣鈣草酸鈣八八八、八、、、銅漆包線銅漆包線銅漆包線、銅漆包線、、、電子磅秤電子磅電子磅秤秤電子磅秤、、、、電子溫度計電子電子溫度計溫度計電子溫度計電腦隔音棉保麗龍燒杯硫酸銅擴大機喇叭銅線硼砂明礬4肆肆肆、肆、、、研究過程與方法研究過程與方法一一、、、、探討聲波對結晶的探討聲波對結晶的探討聲波對結晶的影響影響影響影響：：：：(((一(一一一))))不同頻率的聲波對結晶量的影響不同頻率的聲波對結晶量的影響實驗步驟1.1.1.硫酸銅飽和溶液結晶1.硫酸銅飽和溶液結晶：：化學式CuSO4，為白色粉末狀，是可溶性銅鹽，其結晶（CuSO4·5H2O）為藍色固體。(1)找出硫酸銅恰飽和的比例，並調製過飽和硫酸銅溶液。因已知硫酸銅水中溶解度在0℃時為31.6克/100g。因此，我們根據重複測試得知，在100ml的蒸餾水中加入硫酸銅50公克，再加熱至約70℃所得到溶液，十分適合做為本項實驗的標