化學科

我們三個國一生從「氫能車」的報導，感到好奇！先google一下了解相關資訊，決定研究並製作「氫氧燃料電池」，經過資料統整後，發現為何電極都用碳棒、或自製活性碳電極，用金屬做電極可以嗎？什麼樣的電解液最好？它的濃度大小是多少？影響「氫氧燃料電池」充、放電的因素有哪些？希望製作一個超強電力的「氫燃料電池」跟同學分享，也希望多學習一些知識，就這樣進入了探索與學習之旅。 經過一系列的變因實驗一至三探討，加上我們討論出的實驗四「留氫包氧」試驗，本研究的自製氫氧燃料電池的最佳電極條件為：正負極均使用『活化後碳棒3支＋套不織布袋＋裝填濾心內椰子殼活性碳4克』，反應器裝滿「2M氫氧化鈉水溶液」，可讓馬達運轉24分鐘。

本研究主要針對加工食品中的二氧化硫做相關探討，包括抽測市售加工食品、探討冰溫熱三種水溫對二氧化硫之溶出效果、找出浸泡水量和時間對降低二氧化硫含量的影響、探討加工食品烹調方式對二氧化硫含量的影響，最後選擇多種日常生活常見液體做為浸泡溶液，透過實驗了解其降低二氧化硫的能力。

本實驗主要探討透過各種藥品，包括PbO2、MnO2、KMnO4、CuO、Pt、過氧化氫酶，與雙氧水反應，驗證藥品在雙氧水的氧化還原的反應上，扮演的角色是反應物，或是催化劑。透過pascoPS-3201藍牙溫度計和S-3204pH儀來檢測在反應過程中，系統溫度、pH值變化及平均速率來做比較。 本次實驗利用KMnO4和雙氧水的標準氧化還原反應作為標準，發現氧化還原反應不僅反應後會改變顏色，相對來說溫度和pH值也是變化最大；而Pt則是作為標準的非勻相催化劑， 發現催化反應可重複使用，且相對來說溫度和pH值是變化最小的。因此我們判定CuO和過氧化氫解離酶是標準的催化劑，而其他藥品則是介於氧化還原和催化之間，反應不那麼劇烈，但相對作為純催化劑的Pt而言，仍有差距。

本研究主要是為了解網路上說利用外力或其他方式，是否可以讓橘子變甜之眾說紛紜的說法是否真實所進行的實驗。我們先從橘子外觀找出挑選橘子的方法，接著驗證網路各正反方說法，求證橘子的糖度及酸度會不會因為外加的處理方式或環境不同而改變。結果發現挑選甜橘子時應該從顏色、外型對稱、及密度等訣竅來挑選；並利用糖水加檸檬酸模擬成橘子之後再經過搖晃後測試，發現溶液的糖度也會因為這糖被酸分解而有改變；再利用實驗設計將專家及過去實驗認為可能造成誤差的做法加以控制後，測試橘子經過搖晃、加溫、攪碎、或與其他熟成的水果擺放在一起，會因為橘子內含的糖與有機酸反應、酵素活化、組織受傷需要醣類、或呼吸作用加速轉化，讓橘子所含的糖類濃度變得更甜。

利用通入外線圈的電流造成外磁場，並通上內電極電流。離子受到磁場和電流的影響，會在觀測槽內形成圓周運動，放入標定粒子觀測其移動情形。改變硫酸銅水溶液的電解質濃度、內電極電壓、外線圈電流，觀測並記錄離子移動速率、電導率、莫耳電導率的變化。 實驗結果顯示:第一、濃度越高，電導率越高，造成離子移動速率越快，但換算成莫耳電導率時，因為濃度越高，離子間的吸引力越強，莫耳電導率就越低。第二、內電極電壓越高，電導率越高，離子移動速率同樣也越快，而因濃度相同，換算成莫耳電導率時，同樣也越高。第三、外線圈僅提供磁場，使勞倫茲力增加，但幾乎不影響溶液之導電程度，使離子移動速率隨之增加。

本研究利用硫代水楊酸(TA)的硫醇基作為配體，合成出螢光銅奈米團簇 TA-Cu NCs 。我們改變了硫代水楊酸（TA）與銅離子（Cu2+）的合成比例，發現當 TA：Cu2+ 為 1：3 且酒精的體積濃度為 50% 時，擁有最高的螢光強度，為最佳的合成條件。之後我們對 TA-Cu NCs 進行材料的相關分析，得知 TA-Cu NCs 的粒徑大小約為 3.7 nm ± 0.4 nm、量子產率約為 3%。對常見的金屬離子 K+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+、Co2+、Ag+、Pb2+ 進行偵測後，發現 TA-Cu NCs 對於鐵離子具有較好的選擇性。加入緩衝液進行探討，發現加入 pH7 的 Tris 緩衝液，是最好的偵測環境，偵測極限為 9.6 μM。最後我們對小坑溪及碧潭溪水進行鐵離子的偵測，其回收率介於 91 %～110 % ，相對標準偏差小於 3.69 %，說明本方法是一個穩定且有效的方法。

小時候因為藥苦，想用飲料蓋過，又聽說「藥苦可以配果汁」，但真的可以這麼做嗎？本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物，透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係；此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品，分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現：傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下，這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力！因此，根據我們的結果，多飲用冬瓜茶，不僅能使胃中的pH值提高，也能提醒國人重視這個古老的傳統食品！另外台灣人泡茶文化風行，若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

本研究首次大規模作中部地區海水、海砂(土)、牡蠣及文蛤微塑膠定量及定性研究，探討變因、自製可普及化的螢光顯微鏡實驗設備及找出日常可去除微塑膠的方法。 以自製設備搭配解剖顯微鏡取代螢光顯微鏡，作為微塑膠螢光染色檢測。以FTIR檢測中部地區微塑膠種類以PE及Nylon為主。海水微塑膠含量變因為海流及風；地區因地形阻隔及人類活動影響微塑膠含量。海砂(土)微塑膠含量跟海水沉積、人類活動及土壤吸附力有關。牡蠣中微塑膠變化和其生長趨勢及海水微塑膠含量成正相關。文蛤微塑膠含量和養殖池養殖方法有關。 文蛤以鹽水吐砂可減少微塑膠；用餐時將油層撈除可去除微塑膠。針對海水上層撈除及在溪流製造泡泡牆產生向上水流，皆可讓微塑膠引導去除。

本研究成功開發高端鳳梨酒釀製方法，有助農民疏解鳳梨產銷問題。從以折光計測定酒精度，發現該方法有濃度限制性，經實驗提出正確的測定方式，成功應用在鳳梨酒的酒精檢測。探討乙醇與水的非加成性，避免配製時產生誤差；也探討折光計測定酒精需在50%內才有準確結果。高端鳳梨酒的製造，探討最佳釀造條件如糖添加量、溫度、酵母菌、及蒸餾等。結果顯示鳳梨汁在25°Brix糖度、與酵母菌重量比100:1、於15°C-25°C發酵僅需4~6天即可完成，糖的分解率高達75%，可降低成本，靜置3月蒸餾可得鳳梨風味酒。本方法可降低成本，提升售價，提高農民收入並解決鳳梨過剩問題，此模式也能用於其他產量過剩的水果。經蒸餾收集的高濃度酒精，也能用來調配成殺病毒的酒精。

本研究中，我們先做出了二氧化氮的檢量線，用以對照其他變因下的實驗數據，再分別研究碳化與否、顆粒大小、修飾上不同官能基及靜置時間長短對吸附效果的影響。 經實驗結果可知試劑之吸收度在通入10 mL以下的二氧化氮時皆保持穩定的線性成長，並且可以知道碳化後咖啡渣的吸附效果較未碳化者佳；而顆粒越小者及總重量越重者之吸附能力也較好；吸附量也會隨著靜置時間的增長而增加。經過酸鹼修飾後，無碳化咖啡渣可以吸附更多二氧化氮，而碳化者吸附效果反而較差。 未來可以將咖啡渣修飾其他不同的官能基、加熱探討是否有更好的效果，也能深入研究咖啡渣吸附二氧化氮的應用，例如將使用過的咖啡渣作為吸收汽機車排氣管所產生二氧化氮的裝置。