化學科

在高中實驗課程中，研究氣體分子擴散速率及距離對密度的關係，僅能在同溫、同壓下，控制長度一項變因，所以在課餘時間集合同學探討課本中有關影響擴散速率的因素，自行構想設計，並改良實驗裝置，以期達到我們求知的慾望。

整個實驗是探討市售小燒包中各成份－鐵粉、活性碳和食鹽的作用和原理。實驗分成兩個部份，第一部份是探討小燒包主要成份鐵粉、食鹽以及活性碳在發熱過程中所扮演的角色，鐵粉為發熱物質、活性碳為保溫作用、食鹽為催化劑；第二部用是將唯一的金屬物質置換成鋅、鋁、銅粉三種常見的金屬，藉以了解哪種金屬的發熱效果最好，發現鐵粉溫度上升最快。最後考慮經濟因素與發熱效果，了解到鐵粉溫度上升最高且價錢最便宜，所以廠商使用鐵粉當小燒包中主要發熱物質。

本實驗主要探討甲殼素與金屬離子的作用，經過初篩後，選用Cu2+為實驗的主要金屬離子，探討在不同變因下甲殼素吸附Cu2+的能力，改變的變因為CuSO4(aq)濃度、甲殼素的克數以及環境的pH值。 接著探討甲殼素與Fe3+的作用時，發現不溶於水的甲殼素很特別地會溶在Fe3+溶液，因此深入探討Fe3+濃度對甲殼素溶解的影響以及溶解的原因。推測甲殼素應與Fe3+有錯合現象，而甲殼素與Fe3+錯合的結構應與Cu2+不同。 結合以上兩部分，比較甲殼素與Cu2+、Fe3+的結合作用。發現吸附Cu2+達飽和的甲殼素，置入FeCl3(aq)中，有部分溶解的現象。 最後參考文獻（林等人，2012）製作甲殼素膜，實驗發現甲殼素膜對Cu2+有吸附及通透的現象。改變製程，在甲殼素膜中摻雜鐵鹽，發現會增加甲殼素膜對水的溶解度。

本研究主要探討市售植物油受綠光及藍紫光照射後的發光行為。為了分析油品的發光情形，使用簡易手機光譜儀並輔以ImageJ來解析發光的波譜分布。 實驗發現綠光照射沙拉油及橄欖油皆會發出紅光，但前者是拉曼散射所致，而後者則是螢光效應所致，兩者強弱不同；以藍紫光照射，沙拉油發出連續光譜，而橄欖油只發出紅光。另外，葵花油、苦茶油、葡萄籽油受綠光及藍紫光照射後，分別發出波長較長的連續光譜，此乃油品以壓榨法製作，保留天然成份所致。 最後，將桑葉粉溶入沙拉油中，在藍紫光照射下隨濃度增加，會發出較強紅色螢光，並在濃度較高時會有螢光自體吸收情形；而在綠光照射下，除了發出紅色螢光外，也同樣發出波長較長的連續光譜。

本研究主要探討長保花朵美麗不凋方法。由於花朵中含有水分，當這些水分揮發以後，這朵花就枯萎了，我們在日常生活中找尋甲醇、乙醇當成可脫水溶液，丙酮用來脫色，因此使用它們來做A液。B液是代替花的水分，而且要用不易揮發的溶劑，因此我們使用聚乙二醇搭配各種保濕溶劑來製作B液，最後終於做出美麗的不凋花。 為了把感覺變成科學的數字，我們利用色卡及含水率公式，找出不凋花製作最佳成分以及比例，做出美麗的不凋花。

一、晶種在試管內，距底部4cm為最佳的結晶位置，結晶後的量較多。二、不同樓層高度(50m之內)對結晶量的影響並不大。三、硫酸銅的結晶在自然狀態下，反應時間以兩天的結晶量最佳。四、不同聲音頻率下的環境，以300Hz的音頻，結晶量最多，1200Hz的音頻，結晶量最少，我們推論1200Hz為硫酸銅水溶液自然震動的頻率。五、300Hz的音頻環境下，反應時間為三天的效果最好。六、銅線共振頻率為600Hz，銅線共振的結晶量均較硫酸銅水溶液自然震動下的結晶量少。七、六字大明咒與打擊樂音樂型態，結晶量較佳，噪音對結晶量為最差。八、使用乙醇與水的雙溶劑對結晶量的影響比單溶劑效果好。九、酸鹼值對硫酸銅對結晶量有影響，但無規律性，加入濃硫酸，硫酸銅的結晶量特別明顯。

我們推測紫高麗菜汁中含多種具有指示劑效果的成分，所以想知這些成分在紫色高麗菜汁中所佔的比例。我們先配製多種比例的甲基紅和靛胭脂，並用電腦分析這兩種溶液在所佔比例不同的情況下之色相值，以歸納出一條方程式。另一方面，我們用管柱分離紫高麗菜汁中的成分，並拍攝這些成分在pH1~14的顏色變化，再用電腦分析這些溶液顏色之色相值。最後，將色相值代入先前歸納出的方程式，希望藉此算出其顏色組成比例。舉例：有一成份A在pH3~5呈粉紅色，有另一成份B在pH4~7呈紫色，那麼我們測出紫高麗菜汁在pH4、5的顏色是粉紫色，再代入方程式，即可知多少比例的粉紅色和紫色混合，會等於粉紫色。

許多削皮蔬果會因氧化作用產生變色反應，但過程中必須同時具有「氧氣」、「酵素」和「多酚類物質」三個要素。變色情形，隨著果體內的多酚類物質和酵素含量不同，而反應不同。但是一些存在較多澱粉物的果體例外，如:香蕉、地瓜，可能存在其他的影響因素。從實驗中可知，果體受氧化出現褐色的情形，影響到了外觀，並不會影響健康維他命C 的流失，反到可以鎖住營養流失。研究者認為阻止果體酵素受到氧化作用的方式可採: 使用包裹方式隔絕氧氣、改變果體酸鹼值、浸泡在食鹽水、糖水、果汁、維他命C 等液體或處於低溫、 高溫的環境當中等等，都可以達到有效的防止變色。其中以浸泡在3%-4%濃度食鹽水中2-3 分鐘，是最具實用與經濟效果。

近年來取得奈米粒子的方法主要分為塊材粉碎及原子構築法，但塊材粉碎法大多高耗能而原子構築法中多數方式須使用會造成汙染的化學還原劑，因此本組以較經濟且環保的生物法進行各項研究。各項生物還原方法中我們使用了植物萃取液，在參閱相關文獻中我們得知了一種物質─植酸。植酸是種天然的有機酸，它具有還原力及保護力。而植酸在豆科植物的子葉中有比較大量的存在，因此本組選用易取得的綠豆為素材，用其含植酸的浸泡液來進行各項實驗。

本實驗主要利用不同比例的界面活性劑來合成不同型態的鈀金奈米觸媒。並成功在水相以及相對低溫中合成均一度高的奈米粒子。此奈米粒子也擁有成為燃料電池的潛力，在控制成分比例下可調控其催化的表現，並且能達到長時間穩定的需求。實驗過程探討不同型態的鈀金奈米觸媒外，並使用乙醇電催化、CO吸脫附方式以及長時間穩定測試；研究得知不同比例的CTAB及CTAC搭配可以得到合金及核殼型態的鈀金奈米觸媒。電催化測試以核殼AuPd為1：1為最佳，其活性較純Pd高約4.42倍。CO吸脫附可得到觸媒的活性表面積；長時間穩定測試中AuPd觸媒較純Pd有約3.8倍的穩定度及容忍力的提升。 本研究結果有助進一步利用鈀金觸媒改善純鈀在進行乙醇燃料電池上的應用。