化學科

利用光敏電阻在沉澱反應中沉澱物遮蔽光量而使電阻值提高的特性，設計簡單、成本低、較精確、操作方便等優點儀器，取代課程中以肉眼觀測的方式探討溫度對反應速率的影響。在相同溫度下重複施測，「光敏電阻」的5個反應速率觀測值離散幅度明顯小於「肉眼觀測」的離散幅度。「肉眼觀測」在反應時間極短的沉澱反應，會因人為操作因素使實驗數據誤差過大而失去分析價值，而「光敏電阻」因測得時間為完全反應所需時間，其時間較長，可減少人為操作而造成誤差。 將光敏電阻儀器應用於製作氯離子濃度和光敏電阻值R的檢測函數和圖形，應用於日常生活中不同煮沸時間自來水中剩餘氯離子濃度、各種不同類型水中氯離子濃度、各種不同類型砂石氯離子濃度。

本研究旨在探討磁場對電鍍量的影響。實驗改變磁鐵形式、排列方式與方向、磁場距離、電解液離子價數等變因進行探討。結果發現馬蹄形磁鐵產生之磁場易干擾離子而使電鍍量減少；棒狀磁鐵依排列方式與方向不同而對電鍍結果產生不同影響。進行研究，宜用棒狀磁鐵。改變磁鐵位置及方向研究顯示電鍍結果受磁鐵位置及方向影響，磁場產生作用力與離子移動方向相反時，離子受干擾以致於電鍍量減少；反之，若方向相同時，則有利於電鍍生成。多數外加磁場無論方向為何，電流量多會增加。若磁場排列與方向會減少電鍍量者，磁場距離變近，將使電鍍量與電流量增加，反之則然。而陰陽離子之電荷乘積越大者，離子間靜電吸引力越強，電鍍量與電流量較小。然本研究發現：部分排列方式與方向變因其實驗結果之電流量與電鍍量關係相反，依本實驗設計無法探究原因，須再進一步深入探究。

本研究源自於自然老師上課時，介紹筷子的生產過程會加入二氧化硫，讓黃色的碘液顏色消失，進而引發我們的好奇心，就進行一系列有關筷子的研究。研究結果發現： 一、自製透光度檢測器，透光度越大，溶在水中二氧化硫含量越多。 二、以段狀切割筷子比削表面筷子的水溶液透光度大，表示段狀切割筷子水溶液含有較多的二氧化硫。 三、筷子中二氧化硫，來自於筷子中的維管束。 四、溫度越高，水溶液溶入較多的二氧化硫；溫度越低，水溶液溶入較少的二氧化硫。 五、浸泡筷子時間越長，透光度就越大，表示二氧化硫含量越多。 六、更換浸泡的筷子水，能降低二氧化硫濃度。 七、筷子重量越重，透光度越大，二氧化硫含量越多。 八、筷子水對植物生長會造成影響。

學到了水溶液酸鹼值，我們調查市售清潔用品，結果包裝未標示酸鹼值訊息，測量後發現酸鹼質都不同，只有一種品牌沐浴乳標示其pH值為5.5，肥皂的部分都沒有標示pH值。本研究利用三種製皂的方法在過程中加入酸液(檸檬汁)、調整鹼液，嘗試降低肥皂的pH值。同時，我們也探討自製的肥皂與油反應後的乳化程度及抗菌力是否有所差異。結果發現：(1)加入酸液比調整鹼液的方法更可以使肥皂pH值降低；(2)再生法加酸液製成的肥皂乳化程度最強，冷製法及熱製法製作的肥皂乳化程度較弱；(3)抗菌效果以熱製法調整鹼液為2:1且不加酸的肥皂最明顯，冷製法加入酸液的肥皂抗菌效果最差。(4)市售肥皂可以透過再生法，於重製時加入酸液，使肥皂pH值降低。

因具有鹽橋的鋅銅電池實驗上有電路較長、實驗成果較不明顯、資源浪費等問題，本研究探討各類取代方式以改進上述問題，以有鹽橋的鋅銅電池為對照組，實驗以各類半透膜（蛋膜、腸膜、硫酸紙、濾紙、玻璃紙、餐巾紙、不織布）取代鹽橋及果凍化電解液的電流電壓之變化；同時，也研究電極間距離、截面積，並討論果凍截面積對電池的影響。 本研究發現透過膠化效應能夠將濾紙變為硫酸紙，而硫酸紙結構改變，比濾紙有較佳實驗成果。在半透膜實驗上，發現腸膜、蛋膜及硫酸紙有離子交換通道，能使離子交換，除此之外，將電解液果凍化，可做為攜帶型的鋅銅電池，最後，可由半透膜及果凍化電解液取代鹽橋，具有更好的實驗結果，在教學展示能夠更為方便。

白蘿蔔又稱「菜頭」，不但是營養的蔬菜，還含有天然澱粉酶，能促進澱粉消化。為了證明白蘿蔔能促進澱粉消化，我們設計以碘澱粉比色法和自製透光度儀器來進行檢測，實驗證明：(1)白蘿蔔澱粉酶的活性最強，最能幫助消化，其中又以白蘿蔔肉澱粉酶活性最強，皮的活性也不錯，所以吃白蘿蔔時可以不必削皮直接磨成泥吃。(2)市售的蘿蔔種類中，以白蘿蔔的澱粉酶活性最強。(3)白蘿蔔澱粉酶在溫度50~60度，酸鹼值pH5.5之下活性最強，而且添加醋更可增強澱粉酶活性。(4)白蘿蔔和抗性澱粉(好的澱粉)反應形成寡糖，其中以隔夜飯含抗性澱粉多。⑸最後，我們將白蘿蔔泥和隔夜飯反應，製造出健康又能讓好菌生長的「菜頭健康糖」。

本研究探討花青素對於提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶(CAT)活性的影響。並以0.1%、0.5%之硫酸銅汙染水蘊草之後，再加入花青素研究是否可協助細胞內的抗氧化物質提高。研究顯示5%的花青素可提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶活性，並可讓已受到重金屬汙染的水蘊草內的抗氧化活性增加，提高其生存的機會。實驗結果也同時顯示花青素、重金屬的添加會影響水蘊草細胞內的葉綠體數量、大小與細胞質的流動速率。

經本實驗發現水球膜可保存水分、包覆物質、通過強酸考驗，並將所包裹的分子緩慢釋放，研究成果: 一、保存水球的最佳溫度是30℃，酸或中性的環境比鹼性好。 二、碘分子進出水球的速度受溫度和酸鹼的影響，0℃時，反應時間最短，20~30℃最長；中性環境的反應時間最短，酸和鹼性溶液中，反應時間都是先慢後快。 三、水球膜可讓分子量約10000以下的分子通過，並且隨時間緩慢擴散。 四、水球膜包裹下的酵母菌、唾液澱粉酶和香蕉酵素，在通過模擬消化道的酸鹼和蠕動後仍具有活性，推測應可通過胃酸的考驗，順利到達小腸。 五、水球膜包裹下的酵母菌通過模擬消化道後，37℃活性較25℃差，但唾液澱粉酶和香蕉酵素則較好。

在五上自然課程以紫色高麗菜自製酸鹼指示劑時，蒐集相關文獻得知，有些研究可以將薑黃汁液製成酸鹼指示劑，有的卻無法；還有些同色系的植物汁液可以製成同時檢測酸鹼水溶液的指示劑，有些卻只能製成僅檢測酸性或鹼性水溶液的指示劑，心想也許是因為萃取方式不同或是不同植物汁液所含花青素成分不同，因此以色層分析法來驗證我們的構想，進行一系列實驗後發現： 一、大部分紫、紅、橘色系植物汁液較適合檢測鹼性水溶液。 二、以色層分析法，發現以不同方式萃取出的植物汁液變色成分不同、同色系中變色效果佳 的植物汁液可層析出有效的變色成分。 三、「百香果皮」可製成變色效果佳的酸鹼指示劑，並進一步製成易保存又實用的「百香試紙」。

本實驗在探討，當金奈米粒子和植物中的葉綠素a產生鍵結作用力時，能量轉移的結果是否能幫助葉綠素a擁有較大的儲存能量以進行電子傳遞鏈。我們發現加了金奈米的葉綠素a溶液，葉綠素a紅光部分吸收帶(參考圖一)的吸收強度有增強的趨勢，而金奈米吸收波峰的吸收強度相對減弱。因此為了進一步探討金奈米和葉綠素a之間能量轉移和濃度的關係，我們將金奈米和不同毫升數的葉綠素a作用，並將其結果和金奈米與葉綠素a的吸收強度和作比較，使用正規化的計算方法算出比值，由此看出兩者之間能量轉移的效率，並將葉綠素a毫升數與正規化所得比值的關係繪成圖表。結果發現，當葉綠素a的加入的毫升數約小於0.3毫升或約大於0.5毫升時，得到正規化的比值為定值，而在約0.3毫升至0.5毫升之間，正規化得到的數值和葉綠素濃度的關係則是一條遞增的曲線。因此，我們可以得知，當加入葉綠素a約0.5毫升時，金奈米和葉綠素a之間能量轉移的效率最高，因為此時葉綠素a已達飽和，所以當葉綠素a 超過0.5毫升時，在溶液中為過量，故不影響正規化得到的比值。