1、中華民國第四十中華民國第四十八八屆中小學科學展覽會屆中小學科學展覽會 作品明書作品明書 國中組 理化科 第一名第一名 最佳創意獎最佳創意獎 031628 色彩變變變-自製重金屬檢測試紙及檢測流程研究 學校名稱:彰化縣立陽明國民中學 作者: 國一 周鎂岑 國一 白旻昇 指導老師: 蘇淑貞 蔡名 關鍵詞: 重金屬離子、顯色劑、檢測試紙 - 1 -? ? Fe3+?Cu2+?Ni2+?Ag+?Mn2+?Hg2+?Co2+? ?- 2 -? ? ?(?) ?)? 0.001g? (?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?(?) ?AgNO3?Mn(NO3)2? ?Cr(NO3)3?Cu(NO3)2?Fe(NO3)3?Pb(NO3)2?Co(NO3)2? ?Cd(NO3)2?Zn(NO3)2?Ni(NO3)2?Hg(NO3)2? ?KNO3?Na2S?KSCN? K4Fe(CN)6? K3Fe(CN)6?diphenylcarbazide?(C6H5NH)2CO?diphenylcarbazide?
2、(C6H5NH)2CO? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Dimethylglyoxime?Nitroso?naphthol?(?) ?(?) ?- 3 -?1. ?2. ? AgNO3(aq)? NaCl(aq)?(1) ? Na+(aq)? NO3-(aq)? NaNO3? Na+(aq)? NO3-(aq)?(2) ? Ag+(aq)? Cl-(aq)? AgCl ? Ag+(aq)? Cl-(aq)?(3) ? AgNO3(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq)(4) ? Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) + Na+(aq) + NO3-(aq)(5) ?Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) (?)? ? Fe3+?1. ? K4Fe(CN)6?3H2O ?Fe4 Fe(CN)63?Prussian blue? ?4Fe3+(aq) + 3 Fe(CN)64-(aq) Fe4 Fe(CN)63(s)?2. ?KSCN?Fe3+(aq) + SCN-(aq) Fe(S
3、CN)2+(aq)?- 4 -? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? coordinationcompounds? ?chelating agents? ?chelates? ? ?1. ? ?Nitroso?naphthol? ?1885?2. ?Dimethylglyoxime?CH3?C?C?CH3N NOH OH?- 5 -? diphenylcarbazide?(C6H5NHNH)2CO ?1. ?60? 6 ?2. ? 1000 ?Cr3+Mn2+Fe3+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+Ag+Cd2+Hg2+Pb2+?(ppm)10001000100010001000100010001000100010001000- 6 -3. ? 1000 ? ? ? ? ? ? ?0.51.00.51.01.00.050.050.05?1. 8 ? 8 ? 8? 11 ?2. ?3. ? 50? 1 ?4. ?5. ?6. ?7. ?- 7 -? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(0.5M)(0.5M)(1.0M)(1.
4、0M)(1.0M)(0.05M)(0.05M)(0.05M)Cr3+?Mn2+?Fe3+?Co2+?Ni2+?Cu2+?Zn2+?Ag+?Cd2+?Hg2+?Pb2+?1000 ppm- 8 -?(1000 ppm)?(1000 ppm)?(0.5M)?(1000 ppm)?(0.5M)?(1000 ppm)?(1.0M)?+- 9 -?(1000 ppm)?(1.0M)?(1000 ppm)?(1.0M)?(1000 ppm)?(0.05M)?(1000 ppm)?(0.05M)?Cr3+Mn2+Fe3+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+Ag+Cd2+Hg2+Pb2+Hg22+Cr3+Mn2Fe3+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+Ag+Cd2+Hg2+Pb2+Hg22+- 10 -?(1000 ppm)? -?-?(0.05M)?(0.5M)?(1000 ppm)?(0.5M)?(1000 ppm)?- 11 -?(1.0M)?(1000 ppm)?(1.0M)?(1000 ppm)?(1.0M)?(1000 ppm)?Cr3- 12 -?(0.05M)?(1000 ppm)?(0.0
5、5M ?(1000 ppm)?(0.05M ?(1000 ppm)?- 13 -?0.5M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?0.5M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?- 14 -?1.0M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?1.0M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?- 15 -?1.0M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?0.05M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?- 16 -?0.05M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+? ? ? ? ?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2
6、+Hg2+? ? ? ? ?0.05M ?(1000 ppm)?Fe3+Cu2+Ag+Co2+Ni2+?Mn2+Cr3+Zn2+Cd2+Pb2+Hg2+?- 17 -?100ppm? ? Fe3+?Cu2+?1. 100ppm Fe3+?1M0.5M0.25M0.125MFe3+:100ppm2. 100ppm Cu2+?1M0.5M0.25M0.125MCu2+ :100ppm? 100ppm Ag+?2M1M0.5M0.25MAg+:100ppm- 18 -? Hg2+?Fe3+?1. 100ppm Hg2+?2M1M0.5M0.25MHg2+:100ppm2. 100ppm Fe3+?2M1M0.5M0.25MFe3+ :100ppm? Fe3+?Co2+?1. 100ppm Fe3+?2M1M0.5M0.25MFe3+:100ppm2. 100ppm Co2+?2M1M0.5M0.25MCo2+ :100ppm- 19 -? Ni2+?Fe3+?1. 100ppm Ni2+?0.05M0.025M0.0125M0.005MNi2+:100ppm2. 100ppm Fe3+?0.
7、05M0.025M0.0125M0.005MFe3+ :100ppm? 100ppm Hg2+?0.1M0.05M0.025M0.0125MHg2+:100ppm- 20 -? ? Co2+?Fe3+?1. 100ppm Co2+? ?0.05M0.025M0.0125M0.0025MCo2+:100ppm2. 100ppm Fe3+? ?0.05M0.025M0.0125M0.0025MFe3+ :100ppm?(?) 0.25M ? (?) 0.25M ?- 21 -(?) 1M ? (?) 1M ?(?) 0.25M ? (?) 0.05M ?(?) 0.05M ?(?) 0.05M ?- 22 -?11 ? 8 ?(?) 0.25M ? (?) 1M ?(?) 2M ? (?) 0.05M ?(?) 0.25M ? (?) 0.05M ?- 23 -(?) 0.05M ? (?) 1.0M ?Fe3+?Fe3+?Cu2+?Cu2+Cr3- 24 -?Ni2+?Ni2+?Co2+?Co2+?Hg2+?Hg2+?Ag+?Ag+?Mn2+?Mn2+- 25 -? 1 ?8 ? 11
8、?Fe3+?Cu2+?Co2+?Cr3+?Ni2+?Hg2+? Fe3+?Cu2+?Co2+?Mn2+?Hg2+? Pb2+? Fe3+?Cu2+?Co2+?Ag+?Mn2+? Fe3+?Ag+?Co2+? Cu2+? Zn2+?Ni2+? Fe3+?Cu2+?Co2+? Hg2+? Ag+? Fe3+?Cu2+? Fe3+?Co2+?Cr3+?Mn2+?Cu2+? 2 ? Fe3+? Cu2+? Cr3+? Fe3+? Mn2+? Cu2+?Co2+? Fe3+?Cu2+?Co2+? Ag+? Fe3+?Cu2+?Ag+?Co2+?Mn2+?Hg2+?Pb2+? Cu2+? Ag+? Co2+? Pb2+?Hg2+? Ni2+? Ni2+? Fe3+?Cu2+? Ag+? Cr3+? Hg2+? 3 ? 2 ? Mn2+?Hg2+?Hg2+? Ni2+? Fe3+?Mn2+?Hg2+? Fe3+?Cu2+?Co2+?Mn2+?Cr3+?- 26 -? 4 ? 1M? 0.25M? 0.25M? 0.05M? 2M? 0.05M? 0.05M? 3 ? 100ppm ? Fe3+? 1
9、50ppm ? Fe3+? 150ppm ? Ag+? 150ppm ? Cu2+?200ppm Mn2+? 50ppm ? Ni2+? 200ppm? Hg2+? 20ppm ? Co2+? Zn2+?Pb2+?Cd2+?Cr3+? ? Co2+? ? Pb2+? Pb2+? Pb2+? Pb2+?8 ? Co2+? Fe3+?Cu2+?Ni2+?Co2+?Ag+?Mn2+?Hg2+? Fe3+? Cu2+? Ni2+?- 27 - Co2+? Ag+? Mn2+? Hg2+? 11 ? Ni2+? Ni2+? Fe3+?Fe3+? Hg2+? Hg2+? Fe3+? Ni2+? Hg2+? Cr3+? Fe3+?Cu2+?Ni2+?Ag+?Mn2+?Hg2+?Co2+?Cr3+? Fe3+? Cu2+? Ni2+? Ag+? Mn2+? Hg2+? Co2+? Cr3+?- 28 -? 100ppm Fe3+?100ppm Cu2+?100ppm Ni2+?20ppm Co2+?100 ppm Ag+?100 ppm Mn2+?20ppm Hg2+? 11 ? Fe3+?Ni2+?Hg2+? Cr3+? Fe3+?Cu2+?Ni2+?Ag+?Mn2+?Hg2+?Co2+?Cr3+?Fe3+?Cu2+?Ni2+?Co2+?Ag+?Mn2+?Hg2+?- 29 -? 84? ? 71? ? 83? 79? ? 96? ? 95? ? 96? ?Cr3【評語】031628 1. 應用離子結合產生色澤的概念,設計出檢驗用詴紙,想法創新,議題與環保、鄉土概念相結合。 2. 若能加強詴紙的保存性測詴實驗,將來在工業上的檢測應用應可相當廣泛。
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