化學科

在傳統的反應速率實驗中，反應速率常以質量減少、體積變化或顏色變化等物理量作為指標。然而這些方法通常需仰賴精密儀器或誤差較大，又或者耗時較長。本研究嘗試以氣體生成反應中產生的氣泡聲頻率作為分析依據，結合聲音分析軟體 AUDACITY，從氣泡震盪頻率觀察反應速率及計算推導反應級數大小。此方法不僅器材簡便，也具備低成本，能提供 一個簡單快速測量反應級數的方法。

市售動力沙和史萊姆流動沙這類玩具很療癒，我們十分好奇，想以身邊隨手可得的材料製作，透過觀察與動手實作，歸納出動力沙配方：白色沙畫沙、矽膠、玉米澱粉以10:2:1.5比例調出加入顏料，成品特色能壓模、混色及有若即若離感。白膠史萊姆流動沙配方：以140ml溫水與3g硼砂調成硼砂水，用15ml白膠浸泡於70ml硼砂水中製成史萊姆，加入40ml石英砂。膠水史萊姆流動沙配方：調出相同比例硼砂水，用20ml膠水和20ml硼砂水做成史萊姆，加入45ml石英砂。最後添加壓克力顏料、液體食用色素或色粉調出色彩迷人、流動感佳、能混色、塑形、壓模、60g白膠與膠水史萊姆流動沙分別延展 52.5cm與71.7cm，可比擬市售史萊姆流動沙視覺美感。實驗成本低、易操作，動手做玩具的過程非常有成就感！

探討利用咖啡渣、暖暖包內容物及碎紙等廢棄物，以不同黏著劑與處理方式製作環保板材。先以鹼液去除咖啡渣內含油脂，提高咖啡渣與黏著劑的結合力，並額外獲得咖啡油皂。研究不同種類澱粉與非澱粉黏著劑（如糯米粉、吉利丁、印尼馬信等）對板材強度的影響，發現糯米糊與吉利丁的黏結效果最佳，且比例越高板材強度越好。 進一步探討不同顆粒大小、去油程度的咖啡渣、不同生鏽程度的暖暖包內容物及不同大小碎紙對板材強度的影響，找出能製作較高強度板材的處理方式。透過適當材料與加工，可將生活廢棄物轉化為可用於環保建材的再生板材，能減少廢棄物對環境的影響，也提供一種可行的資源回收與再利用策略。

本研究以錄影方式紀錄BR反應並透過自研程式分析色相值變化以探討澱粉濃度、溫度、硫酸錳(Ⅱ) (𝑀𝑛𝑆𝑂4) 濃度與金屬配位對 Briggs-Rauscher 震盪反應的影響。查閱文獻發現反應系統中澱粉的存在影響三碘離子 (𝐼3−)與澱粉的吸附與反應 (Csepei & Bolla, 2015)；而本研究發現，平均週期與澱粉濃度呈非線性關係。實驗過程發現反應時週期先抑後揚，有頻率飄移發生，推測為錳(Ⅱ)與自身放熱所致並進行實驗；將結果與文獻相比顯示，本研究觀察到的震盪模式應屬諧波成分震盪 (harmonic oscillation) (Vukojevic, Soerensen, & Hynne, 1993) 或更複雜的震盪型態。 而在分析過程中，使用FFT頻譜分析與CWT時頻分析結合VMD與HHT嘗試以時域、頻域方法找尋與量化差異；並發現使用延遲時間遷入的相空間重構可以產生顯著的圖樣做非線性化學指紋應用。

合成亞胺化合物，抽充法容器除水除氧、分子篩乙醇除水及減壓蒸餾純化苯胺、克勞修斯方程估算蒸餾溫度。TLC偵測純度、計算Rf值並比較各結構極性。UV圖知SA於pH=6在383nm具吸收峰，酸化至pH=4則藍移至326nm，時間掃描測試證明SA酸鹼型結構轉變為瞬間快反應，計算定溫下K值，Van't Hoff圖求ΔH、ΔS，由ΔG負值證明SA酸化為自發反應。各結構λmax次序知芳香環對位助色團共軛延伸及化學反應性優於間位。聚集態時SA及SB2因抑制分子內旋轉螢光增強為AIE效應， SB1因π-π堆積為ACQ效應，各因素競合作用勝出者決定螢光強度，以X ray解晶結構確認內氫鍵的存在，導致SB1與SB2螢光發色相反的結果;合成錯合物Ca-L1及Zn-L1，不同pH下顯色具明顯差異並探討原因，以開發自製螢光pH試紙。

本研究探討各變因對活性炭吸附鐵氰化鉀與甲基藍能力的影響。我們以自製光度計取代價格昂貴的分光光度計進行實驗。實驗結果顯示：莫耳濃度愈高，透光度愈低；活性炭對甲基藍的吸附效果優於鐵氰化鉀，且吸附量隨濃度增加而提升；活性炭質量愈多，透光度亦愈高；溫度升高則會降低吸附能力。此外，應用活性炭吸附色素的原理製成色譜，並結合紮染技術染布，展現科學與美感融合成果。本研究以透光度與莫耳濃度的關係為分析依據，並探討兩物質的化學性質與吸附原理，期望為吸附應用提供實驗依據與啟發。

本研究研發出最適植物萃取液配方：洛神花3滴、黑豆1滴、紫莢長豆2滴、紫色高麗菜2滴與蝶豆花7滴。建構出具穩定性、連續性與高辨識度的天然酸鹼色階圖卡，於pH1～14範圍內產生自然清晰的協同變色反應，顯色漸層分明，辨識度高，成功取代市售指示劑。 探究初期以水萃法提取植物色素，觀察其顏色與稀釋後的色彩變化；接續將各萃取液滴於 pH2～13標準溶液中，運用電腦影像軟體分析RGB色彩參數，量化其變色趨勢。 探究發現，市售指示劑於全pH範圍內的顯色反應缺乏連續性與辨識度。因此更進一步評估植物色素間的協同效應，調整配方比例，提升色階表現整體性。最終優化配方具清晰的變色反應，整體效能優於市售指示劑，展現教學與綠色化學之應用潛力。

本研究以草酸鉀（K₂C₂O₄）與氯化鐵（FeCl₃）反應生成的草酸鐵鉀晶體為主題，探討其成核與結晶機制，並分析多項影響因素，包括溫度、反應物比例、酸鹼、有機溶劑與界面活性劑等。實驗結果顯示，低溫可降低晶體溶解度、提升過飽和狀態，有助於增加晶體產量；其中，FeCl₃與K₂C₂O₄以2:7比例混合可獲得最佳結晶效果。界面活性劑方面，卵磷脂表現尤佳，不僅促進晶體生成，亦提升晶體完整度與致密度。進一步使用無糖豆漿、牛奶、雞蛋等天然食材取代純卵磷脂，亦能達到相似成效，顯示其具成本效益與實用性。此外，本研究亦發現草酸鐵鉀具光還原性，能在光照下迅速將亞甲藍還原為無色，展現其在水處理與環保應用上的潛力。

本研究以金屬「燒箔」技術為主軸，探討在不同硫化、加熱條件與時間下金屬表面產生的色彩變化。研究分為兩階段進行：第一階段以銅箔、鋁箔、銀箔為材料，調整硫磺皂濃度、加熱時間與溫度等變因，透過RGB數值與色階圖進行分析；第二階段則排除硫化變因，改以加厚銅幣並使用控溫加熱板，聚焦探討材料厚度與熱控精準度對色彩穩定性的影響。結果顯示，厚銅材具備更佳的熱傳導與結構穩定性，可呈現連續、可預測的漸層色階。研究建構「燒箔藝術色階設計參考表」，整理超過二十種代表性色彩及其對應條件，提升燒箔創作的可控性與應用價值。本研究不僅實現燒箔技術的科學化與系統化，也為藝術創作與教育應用建立實證基礎，展現藝術與科學整合的可能性。

本研究以舒芙蕾為膨脹模型，探討蛋白打發、配料及烘烤條件等多重因素。提高攪速促進蛋白質變性並包入空氣，形成穩定泡沫；糖分次加入可提升黏度和界面穩定性。食鹽增加離子強度，破壞蛋白靜電排斥，降低泡沫穩定；氯化鈣的Ca²⁺使蛋白過度聚合，抑制起泡。檸檬汁有機酸調整蛋白電荷，提升穩定性。 低筋麵粉有助氣體膨脹，乳脂穩定氣泡界面，過量影響網狀結構。膨鬆劑方面，酵母產氣慢適合長時烘焙，小蘇打與強酸反應快易導致結構坍塌，建議搭配pH>3弱酸如酒石酸氫鉀，類似泡打粉，產氣速度平緩。烘烤溫度150°C佳，高溫長時使硬度增加、蓬鬆度下降。玻璃容器導熱慢有利麵糊膨脹成型。蛋白泡沫穩定性與膨鬆劑的協同作用是舒芙蕾成功膨脹的關鍵。