化學科

在五上的自然與生活科技課程中，我們發現不是只有胡蘿蔔才能與雙氧水產生氧氣，運用學校營養午餐剩餘的水果果皮─香蕉皮、橘子皮，也能與雙氧水發生作用，製造出使用線香檢驗時有明顯助燃效果的足夠氧氣。秉持著不浪費的精神，我們收集了校園植物的葉子，發現多數都能與雙氧水作用，製造氧氣，其中以咸豐草的效果最好，生長位置低矮，學生易取得；30%的雙氧水50cc與1克的咸豐草就可以產生足夠的氧氣，線香檢驗有助燃效果。值得注意的是：不同採集地點的葉子，會影響氧氣製造量的多寡，所以建議選擇日照時間長的植物的葉子，作為雙氧水的製氧催化物。

從生物學上，我們知道澱粉可以經由唾液中酵素的分解而成為簡單的糖，我們也想知道胃液中的鹽酸除了殺菌之外是否可以幫助澱粉的分解？在化學第三冊我們剛學過酸的水解，於是我們請教老師胃液中鹽酸 PH 值人約多少？胃酸是否可以促進澱粉之水解？如果不能，那麼鹽酸的濃度要多少才能使澱紛水解為糖？除了酸的濃度之外，有沒有其他可能影響澱粉水解之因素？因此我們設計了以下實驗。

有一天我去青潭游泳，無意中看見有人在河邊洗衣服，突林叫中山久一齡問翅：「河水和自來水洗衣服，那一種水較省肥皂。媽媽叫我去買洗衣粉，店裏老闆問我要那一種廠牌的?「我說最好的 」老闆就拿了一包肥皂粉給我。「這個牌子，是不是較好的呢？」這些問題一直在我腦中打轉，於是學校分組活動的時候，我提出以上的問題，結果得到老師和我們科學組全體同學的贊同，就利用最簡益的方法，按肥皂起泡性作品質上的試探及水質的判別，下面是我們一個學期內收集 18 種廠牌的肥皂粉，分別以 1 號～ 18號代替各廠牌肥皂，並收集各臘來源不同的水所做的這次試驗。

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。

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。

我們這個研究主要目的在於探究漂白水的特性，經由調查後發現，市面上販售的漂白水成分標示主要有『次氯酸鈉』、『過氧化氫』、『過碳酸鈉』三大類，比較測試後發現三種成分的漂白水在顏色、味道、狀態及酸鹼性上差異極大。另外，我們亦針對漂白能力進行比較，結果顯示三種漂白水不僅漂白能力差異極大，漂白作用反應的方式亦不同。為了解三種漂白水成分的穩定性，我們針對三種漂白水在接觸空氣、改變稀釋水溫、及照光的穩定性方面進行了測試，實驗發現主要成份為次氯酸鈉的新奇漂白水的穩定性最差。關於漂白水的另一項功用：抗菌性的測試，三種漂白水對黴菌的抑制能力也存在了極大差異。透過本次全面性的研究，我們已經充分了解漂白水的成分、性質、漂白能力及對黴菌的影響等，以下我們將就近一年來的研究成果做一詳細說明。

在國中第三冊 14-3 的實驗裏，提到鹽橋的濃度為 0.1M ，且使用強電解質。我們知道強電解質是因其具有幾乎完全解離的特性，故一般皆用強， KNO，且在室溫下操作，難道各種濃度的強電解質不能使用嗎？其效果又是如何？因而請教老師，並進而尋求解答的實驗。

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。

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！

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。