嘉义市第三十一届中小学科学展览会作品说明书.PDF

嘉義市第 三十一屆中小學科學展覽會 作品說明書 科別：化學科 組別：國小組 關鍵詞：皂化 、灰水 編號： 中 華 民 國 一 百 零 二 年 四 月 二 十 日 摘 要 當油脂碰 上鹼性物質就會產生化學作用變成皂 ，這個過程稱為「皂化」。一般的肥 皂都是以強鹼 (如氫氧化鈉)混合油脂，本研究改用灶內燃燒後的草 木灰，探討草 木灰水 製皂的效果 。將純水浸泡草 木灰，汲取灰水的澄清液後再混合油脂，靜置後測量皂化高 度。結果顯示 ，草木灰水的pH值在 11.35～11.41 ，屬於鹼性；浸泡天數對pH值影響不 大；草木灰水中浸泡時的灰的濃度越高，則汲取的灰水與油混合產生的皂化量也較高； 製皂中油與草木灰水的比例建議為 1 ：2 ，油的種類選擇花生油優於橄欖油 ，攪拌時高溫 則可以提升皂化量 ，靜置時不宜低溫環境。本研究建議可以使用廢棄的草 木灰水取代化 學強鹼物質來 製成環保 手工皂。 壹 、研究動機 我們看到灶內燃燒後的木灰，就對這些木灰產生好奇，我們查資料之後，得知木灰加 水後所形成的灰水澄清液為鹼性，而五年級時，我們曾在學校製作手工皂，皂正好是用 鹼性物質混合油脂所製成的。 於是，我們決定使用木灰來進行製作手工皂的實驗。 (教材相關性：南一版自然第六冊水溶液的性質) 貳 、研究目的 研究一：灰水製造與 pH值 實驗一 -1 ：灰與水的比例對灰水pH值的影響 實驗一 -2 ：泡灰水時間長短對灰水 pH值的影響 實驗一 -3 ：灰的浸泡次數對灰水pH值的影響 研究二：皂的證明 研究三 ：油與灰水 實驗三 -1 ：油的種類對皂化程度的影響 實驗三 -2 ：油與灰水的比例對皂化程度的影響 實驗三 -3 ：灰水濃度對皂化程度的影響 研究四：溫度 實驗四 -1 ：攪拌溫度對皂化程度的影響 實驗四 -2 ：放置溫度對皂化程度的影響 參、研究器材與設備 木灰、純水、橄欖油、電子pH 機、手持式攪拌棒、電磁爐、鋼杯、透明塑膠杯、 保鮮膜、量杯、溫度計、計時器。 1 肆、研究過程與討論 一、研究一：灰水製造與pH值 實驗一 -1 ：灰與水的比例對灰水pH值的影響 (一)操縱變因： 灰與水的比例 甲： 1 ：5 乙： 1 ：4 丙： 1 ：3 應變變因：測量灰水的 pH值 單位： pH值 (二)實驗過程 1.將木灰與純水泡成各種比例，甲： 1 ：5 乙： 1 ：4 丙： 1 ：3 ，煮2 分鐘後， 靜置 1 天，等待沉澱。 2.吸取各種灰水的澄清液後，測量各種灰水的 pH值。 (三)結果 從表一和表二發現，以 灰與水的比例以1 ：3的 pH值較高，平均為 11.41 ，1 ：5 的 pH值較低，pH值平均只有 11.35 。 表一、灰水比例與pH值的關係 pH值 第一次 第二次 第三次 平均 灰與水的比例 甲： 【1 ：5】 11.41 11.32 11.31 11.35 乙：【1 ：4】 11.39 11.40 11.38 11.39 丙：【1 ：3】 11.41 11.40 11.42 11.