化學科

月桃在台灣全島都有分布，葉子就是以前人的「塑膠袋」，拿它裝東西再用繩子捆起來，端午節人們會利用葉子包粽子。為了驗證月桃具有抗氧化、抗菌的功能，實驗設計以碘滴定法來檢測抗氧化力。我們蒐集比較坊間四種粽葉：乾竹葉、新鮮竹葉、月桃葉、野薑花葉，在現打汁液中，月桃葉的抗氧化力最好；加熱、新鮮度、烹煮時的調味料也會影響月桃的抗氧化力；月桃的葉子部位抗氧化力最佳；月桃葉汁可防止蘋果褐變；利用月桃葉汁加入洋菜凍，能延長洋菜凍的保存時間，具有抗菌效果，所以使用月桃葉包的粽子，優於其他粽葉。最後我們用月桃葉汁製作抗氧化護手霜，不但觸感細緻，吸收、保濕、滋潤都不錯，使用後不僅不會造成過敏，還有淡淡的月桃香。

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」。

本研究主要是探討錯離子是否可以通過蛋膜及其相關的問題。我們經由蒐集現有資料後做出比較有可能的假設再進行實驗，證明不只有離子可以通過，錯離子也是可以通過蛋膜的。並藉由在課堂上學習到有關滲透和擴散的知識，加上紫外光光譜和導電度計的運用，加以得知通透速率，並進一步做更深入之研究。

本研究希望找出一種環保的回收黃金方法，不僅可應用於低濃度之鉛離子檢測，並且可以形成10nm左右的含金奈米粒子。 我們常聽到：「黃金如同鉑金和石墨一般，均可視為惰性電極，於正極只負責傳輸電子。」這樣的說法真的完全正確嗎？經本研究發現，當電解質改為十二烷硫酸鹽、硫代尿素及助導電劑等混合溶液時，正極的金原子會進行氧化反應，失去電子後形成含金奈米粒子，不僅能從正極基板剝除，形成陽極泥沉澱或還原電鍍到負極上，沉泥透過改質更可以得到不同尺寸的含金奈米粒子。 研究結果證實可從電子垃圾中環保地回收黃金，有效地替代了傳統強腐蝕性的王水或劇毒的氰化物等溶金技術，並能快速且低成本地檢測水質鉛離子含量。

本研究修改去年所組裝的LED光電測定儀提升了其功能，可用於透光度的測定及散色光的測定，除儀器組裝外，並應用於碘鐘反應中的微觀觀察，例如硫分子的生成及影響碘鐘反應因素的觀察。研究結果顯示，所自組簡易多功能光度計確實具有以透光度測定及散射光測定的功能，且穩定可用於準確微觀化學變化，在測量濁度方面發現散射法較透射法靈敏而增加準確度。在碘鐘反應可以利用在碘三離子出現瞬間，散射電壓瞬間下降得知反應的終點，相對傳統肉眼判斷的來準確，因此當反應同時具有濁度及溶液顏色改變時，必需同時用到透射及散射法，改變傳統只用透光度測量，以提升反應的準確性，並推廣中小學之科學研究做微觀探討，提升科學之水準。

我們利用粉筆為載體，筆芯為電極，進行電解水的反應。粉筆浸泡電解液後，接著在粉筆表面均勻滴上廣用指示劑，如為中性溶液，則粉筆呈綠色。電解時，正極產生H +，pH值下降，使得顏色呈黃色；負極產生OH -，pH值上升，使顏色呈藍色。在通電過程中，黃色向負極移動，藍色向正極移動，由此可觀察到H + 和OH - 離子的移動情形，粉筆也呈現出彩虹般的顏色變化。 由離子的移動速度，推論H + 在水中會以H3O+(水合離子)的形式存在。在水中加入幫助導電之電解質，則因離子不同對H + 和OH - 離子的移動速率有明顯的影響。 此實驗器材簡便，且將國中多種實驗進行整合，如:電解水、酸鹼中和、元素分類…等，還能結合藝術創作，讓實驗充滿趣味。

添加奈米碳管搖晃後發現，兩不相溶之溶劑其界面處會形成的微胞，且存留時間會較長。我們利用Fe3O4顆粒及奈米鐵磁流體，與奈米碳管複合形成具磁性的固體顆粒，加入油品經振盪後會形成由固體顆粒包覆的乳液系統，稱為皮克林乳液(pickering emulsion)。改變複合粒子的比例，發現Fe3O4與奈米碳管系統包覆的微胞，因粒徑差異大故不具規律性；反之，鐵磁流體與奈米碳管系統之微胞隨奈米碳管比例增加，粒徑越小、數量漸增、存留時間增加，改質奈米碳管可以改變微胞包覆型態；綜合上述，奈米碳管是穩定皮克林乳液的關鍵。我們利用複合固體顆粒的磁性，進行廢油回收，發現奈米鐵磁流體系統的回收率可達77%，具有可觀的回收率表現。

本研究是以海產殼為主角，得到以下結果： 1、 蛤蠣、海瓜子、風螺、蠔及九孔的殼碳酸鹽含量高，蝦子殼沒有。 2、 以海瓜子殼和鹽酸反應，用不同液體做排水集氣法收集二氧化碳，體積以：汽水>酒精>水>油。 3、 以排水集氣收集二氧化碳，產量分別是：海瓜子>蛤蠣>蠔>風螺 >九孔>螃蟹>蝦子。 4、 鹽酸溫度越高、濃度越大，貝殼顆粒越小，反應速率越快。 5、 自製簡易裝置測量，發現氣體的溶解度隨著溫度的上升而下降。 6、 海產殼顆粒越小，對銅離子的吸附能力越好。以殼種分：海瓜子＝風螺 ＞蠔 ＞九孔 ＞蛤蠣。 7、 海產殼顆粒越小，吸附乙酸乙酯的能力越強。以殼種分吸附能力為：海瓜子＞風螺＞蠔＞九孔＞蛤蠣。 8、 以殼粉製作成粉筆。

為了能增進太陽能電池效率，以及了解太陽能電池作用的原理，我們試圖結合Ｎ型半導的二氧化鈦及Ｐ型半導體的氧化亞銅成為一個光電池。首先嘗試組裝出簡易的DSSC(染料光敏化太陽能電池)。實驗過程中發現二氧化鈦的塗佈濃度會影響其效能，故以不同塗佈濃度互相比較，尋找較佳塗佈濃度。接著組裝氧化亞銅作為半導體的太陽能電池。以直接燒結、改良燒結過程和以電鍍法等方式製造出氧化亞銅薄膜，比較不同方法製造出的氧化亞銅間之差異。並且以XRD及SEM觀測二氧化鈦以及氧化亞銅晶體結構，找出最適合成為光電池的條件。最後再將二氧化鈦和氧化亞銅結合，期望帶來更高的效益。

現今人們追求色彩，染料汙染已不容小覷。過去人們使用活性碳處理染料汙染，卻不能重複使用，與現今重視的綠色科學相違背，為了達到吸附後又能重複利用的目的，本研究使用廢棄稻殼製作吸附劑，並結合光觸媒，能同時吸附並分解染料。 實驗發現：使用稻殼可製作出的二氧化矽吸附劑約占原稻殼的10%；採用已磨碎、pH=0.74並加熱100度2小時(使醣類水解)、500℃燃燒2小時(燒去粗纖維)可得最純白的SiO2，對於1A、2 mL亞甲藍有最好的吸附效果(吸附率約80%/5 mg，而市售矽藻土<20%，活性碳<70%)；與同樣主要是SiO2組成的矽藻土相比，稻殼氧化矽具有不易吸水的特性；此外，實驗使用自製檸檬酸鈦製作光觸媒並與稻殼氧化矽結合，發現TiO2/SiO2=1：5時具有較佳的褪色效果但復原時間長。