研究如何將檢驗後水溶液的顏色量化，來幫助色弱同學及解決大家用肉眼判斷不夠精準的問題。
【X博士摘要說明】
- 探討不同 pH 值的水溶液，廣用指示劑檢測顏色變化如何。
- 自製『光電池酸鹼計』，測量待測溶液與廣用指示劑反應後的顏色變化。
- 利用『光電池酸鹼計』，幫助色盲判別溶液顏色，『快篩』溶液酸鹼性。
- 利用『光電池酸鹼計』，『檢測』溶液 pH 值。
- 製作 pH=0~14 標準溶液 pH 值-顏色-電流值對照表。
第 51 屆 國小化學科作品
題目：察顏觀色有一套，酸鹼『光』看就知道
作者：臺北市萬華區私立光仁國民小學的同學們
【摘要(原文)】
水溶液在廣用試劑檢驗下會呈現不同的顏色，根據顏色變化可判斷水溶液的酸鹼性質及強弱，但有時顏色相近不易比對，色盲或色弱的人甚至無法辨別色系。利用我們實驗出的廣用指示劑與待測溶液的比例檢驗，再配合自行研發的『光電池酸鹼計』，可將不同 pH值水溶液所呈現的顏色予以量化，不僅可判別水溶液的色系來『快篩』水溶液的性質，亦可依水溶液顏色的深淺進而判斷其酸鹼性質的強弱。最後我們設計出【pH 值–顏色–電流值】對照表，讓我們所設計的『光電池酸鹼計』在使用時更加方便。
【X博士步驟說明】
- 利用廣用指示劑檢測15瓶標準溶液
- 自製「光電池酸鹼計」
將待測溶液滴入廣用指示劑，再利用「光電池酸鹼計」判別 pH 值之步驟如下：
- 『快篩』：光源校正(10uA)。色盲及色弱者分別選取已標示好的紅、綠、藍色光源，放入待測溶液，判讀最大電流值為何光源，即為溶液顏色，即可知道溶液的酸鹼性。
- 『檢測』：光源校正(35uA)。已判別溶液性質後，選取白光，放入待測溶液，紀錄電流值，即可判別其 pH 值。
利用以標示好的色光讓色盲色弱者來使用測量，比較電流值大小，就可以知道試 管裡的顏色，這樣的步驟我們稱之為『快篩』。
- 『紅』色溶液的電流值：『紅』光 > 綠、藍光照射→強酸。
- 『黃』色溶液的電流值：『紅、綠』光 > 藍光照射→弱酸。
- 『綠』色溶液的電流值：『綠』光 > 紅、藍光照射→弱鹼。
- 『藍』色溶液的電流值：『藍』光 > 紅、綠光照射→強鹼。
- 強酸溶液：pH=0~4，pH 值越大，酸性越弱，電流值越大。
- 弱酸溶液：pH=5~6，pH 值越大，酸性越弱，電流值越小。
- 弱鹼溶液：pH=7~10，pH 值越大，鹼性越強，電流值越小。
- 強鹼溶液：pH=11~13，pH 值越大，鹼性越強，電流值越小。
- pH=14 強鹼溶液是藍色系中電流值最大。
數據分析與結論
太陽能光電池是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，它祇要一照到光，瞬間就可輸出電壓及電流。
- 單一白色光源：我們就是利用太陽能電池需要光來輸出電流的原理，當實驗反應後 試管裡的溶液顏色較深時，照射到太陽能光電池的光源就相對變 小，輸出的電流值也就較小，反之，則較大。
- 不同色光光源：利用色光穿透原理，紅光可穿透紅色溶液，不能穿透其它有色溶液， 故太陽能板上的電流值較大，即可判斷出溶液顏色。
以下是評審給的評語
【X博士評語】
一般市售廣用指示劑大部分都未標示使用比例及可檢測之範圍，有標示適用範 圍的最廣也只有 pH1~11，而經由設計的『光電池酸鹼計』，配合適當的廣用指示劑滴入比例，可將檢測範圍擴大到 pH0~14，大大增加了廣用指示劑的應用範圍。
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