化學科

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。

利用Na2S2O3取代Na2S2O5進行秒錶反應實驗，發現硫代硫酸鈉在酸中的穩定性比焦亞硫酸鈉高，並進一步研究[KIO3]、[Na2S2O3]及[H+]與反應速率(R=－Δ[Na2S2O3]/Δt)之關係，求得反應速率定律式R=[IO3-][S2O32-]2[H+]。另嘗試以光電計時器取代碼錶與眼睛判讀顏色變化的計時方式，結果發現以光電計時器並配合適當反應槽，對反應速率的測量是可行且再現性佳。

本研究主要透過設計模型的模擬實驗進行溫室效應之探討。研究中設計能模擬實驗之模型，並制訂一套測溫實驗方式，以模型內受光照時的升溫情形，以及停止光照後的降溫情形，作為溫室效應之表徵。研究先探討一定空間內，氣體種類及二氧化碳濃度造成的溫室效應；接著比較模型內「地面高度」、「地表材質」及「天氣狀態」下的溫室效應情形；最後探討如何降低模型內的溫室效應。研究發現:1.各氣體的溫室效應表現不同，其中以二氧化碳的影響最大，而且濃度越高，溫室效應越明顯。2.溫室模型內在「地表高」、「石地」與「空氣對流」情形下，受光照後較不易降溫。3. 利用「消耗二氧化碳濃度」及「設計屏障遮蔽紅外線」兩項方式都能有效降低模型內的溫室效應。

本次的研究起因於生活中的小插曲－「果汁不小心滴在相片上，相片產生了變化」。而平時自然課老師不斷的提醒要隨時觀察身邊事物的變化，有興趣就好好的研究，因此我們決定找出到底是果汁中的何種成份使照片產生變化。在研究的過程中，我們從實驗中得到了答案，也發現了新的問題，經過不斷的討論與實驗，我們的主要發現如下：一、相片上繽紛的色彩是由紅、黃、藍三種原色所組成。二、相片上這三原色上色的次序先後是黃 紅 藍。三、水果多為弱酸性（pH=4），然因所含酵素種類不同，對相片所產生的影響也不一樣。四、檸檬酸使相片變色的情形是將相片的三原色直接溶解了。五、將奇異果及鳳梨果汁經高溫加熱後，因酵素受到破壞，對相片產生的影響與檸檬酸對相片產生的變化相同是一樣的。所以我們認為使相片產生劇烈變化的主因是水果中的酵素，而水果中的微酸亦可對相片產生些微的侵蝕效果。但是，研究過程中水果酵素並不易取得，所以我們是以「蛋白質分解酵素」來實驗；如能取得不同水果酵素，相信可進一步加以研究探討。

每天上學前，媽媽總是要我喝杯牛奶再走，媽媽說:牛奶很營養，會讓我長得壯壯的; 可是我喝久了就覺得有牛的道，嘴裡還會臭臭的，很不喜歡喝，能躲就躲。有一天媽媽笑咪咪的端出一碗白色像布丁的食物說:「這是媽媽自已做的優格，你吃吃看!」我試試看，又香又濃，淋上各種果醬，好吃極了!媽媽說優格的作法很簡單，一瓶鮮奶加上一包菌粉，搖一搖，擺一二天就完成了，這麼簡單，連我也會。同學說他媽媽也常做，是用鮮奶加優酪乳和砂糖，我們想一定要用這些材料嗎?有沒有其他替代品呢?影響優格形成快慢的原因有哪些?於是我們決定親自研究看看，最好能開發出既簡單又便宜的產品。

中國人的飲食文化中，骨湯一直被視為餐桌上富含營養價值的佳餚，也是攝取鈣質的良好來源，而骨湯的調味方式千變萬化，要如何才能喝到最多的鈣質呢？我們針對骨湯熬煮的各種環境及調味添加物的關係做一系列的實驗探討。結果發現有效控制熬煮時間、水量及添加適當的調味料，都能有效增加骨湯中Ca2+含量。

COVID-19肺炎病毒肆虐全球，強調用肥皂多洗手，已是大家認為最有效的防疫作為。有鑑於此，本研究希望透過學習肥皂製作過程，探討「皂化反應」的溫度、重量與pH的變化，以及「皂化現象」的影響因素，最後嘗試製作防疫抗菌手工皂分送給全校班級，共同為防疫盡一份地球公民的責任。研究中分別觀察皂化過程的pH值、硬度與去污力，發現皂化過程中的油品種類、油品溫度、鹼水與油品間的溫度差、氫氧化鈉的量、油品比例、環境溫度，都會不同程度的影響成皂情形。我們也發現，在實驗中設定的任何溫度都能成皂，而非一般認知的特定溫度。最後，利用實驗室培養的純化大腸桿菌，測定以艾草液、左手香液製成的肥皂有不錯的殺菌效果喔！

光子晶體製程，是以苯乙烯為單體，十二烷基硫酸鈉為分散劑，過硫酸鉀當做起始劑，提供自由基誘發自組裝聚合反應，形成奈米到微米級的白色聚苯乙烯膠態溶液。將此膠態溶液滴於玻片上，以50~55℃加熱，在蒸散過程中，藉由毛細、界面力作用，自組裝結晶，從無序結構，變成有序的聚苯乙烯光子晶體，透過光照呈現艷麗色彩。由探討製程條件，發現： 1.加熱時間、溫度、單體濃度、分散劑與起始劑濃度，會影響自組裝晶體球尺寸 2.由球體自組裝變項，歸納製程間的交互作用 3.由球體尺寸對色光波長折射，發展簡易尺寸檢測法實驗發現：利用變因間的交互作用，除簡化流程，降低製作難度外，還可調配製造出不同尺寸的聚苯乙烯球，進而自組裝出各種顏色的光子晶體！

鑽石、寶石我不愛，我就酷愛鐘乳石。路過藝品店展售鐘乳石的櫥窗總是讓我凝視良久; 出門旅遊，只要聽說那裡有鐘乳石洞，我一定央求爸爸特別繞道前去瀏覽一番。細說緣起....該感謝屏東鄉下一位愛石成痴的林景文先生的啟蒙。那是小學六年級時第一次到墾丁旅遊的路上，蓬萊化石博物館的招牌吸引我們全家入內參觀，當時對林景文館長自水泥礦區搶下許多大大小小鐘乳石的過程，特別在我小小心靈烙下不可磨滅的印象，也種下日後我對鐘乳石情有獨鐘遠因。我的母校--萬華國中是一所歷史悠久的學校，校園中常有如成群覓食的斑鳩、在樹間跳躍的松鼠、隨風飄落的木棉花等令人驚豔的景觀出現。去年回母校參加校慶到視聽教室拜訪老師，在走廊上發現磨石子地板上隆起了一塊約40平公分大令腳底阻滯的突出物，我蹲下仔細瞧一瞧...發現它並非水泥，也和周圍地面的材質不同。它到底是什麼?又從那兒來的?正感納悶，一滴水突然從頭頂滴下來，抬頭一望; 哇!好漂亮的白色管狀物倒懸在天花板上。這是什麼東東呀?為何以前往返教室數十回從沒發現過?莫非它就是常聽老師提起的鐘乳石!鐘乳石為什麼會長在這裡?起我研究的興趣。也展開長達半年多無怨無悔的調查、實驗歲月。

本研究探討由奶粉及黃豆製作合乎環保需求天然蛋白膠水的可行性。在奶粉或豆漿中加入食用醋，產生凝固物，經分離後，以小蘇打調整至中性，即生成牛奶酪蛋白膠水或植物性大豆球蛋白膠水。研究中以黏著物體能承載彈珠顆粒數(重量)的重力拉扯來評估其對不同材質的黏著力，並以接著物體浸泡酸鹼液體後的承載重力拉扯來評估其耐酸鹼特性。結果顯示：以室溫萃取蛋白膠水黏性最佳，黏著時間愈長，承載重量能力也愈高；測試黏於木板24小時後，可承載7~9公斤重；浸泡實驗中，亦可承受2.5公斤重以上，其黏著能力勝過工業使用之樹脂膠水。因此天然蛋白膠水的製備是可行的，它以常溫製作無毒性、合乎環保需求。若以過期奶粉來製作，更是資源再利用。