化學科

國一課本中「唾液分解澱粉」的實驗，依照課本步驟操作往往要經過半小時以上的等待時間才能獲得結果。而且唾液取自同學的口中，酵素含量及唾液中的成分因人而異，不僅實驗結果可能和預期的相去甚遠，衛生問題也令人堪憂。所以，我們進行課本中「唾液分解澱粉」實驗的改進，希望能加速反應速率並且尋找唾液酵素的替代材料。 根據觀測結果及實驗結論可知：我們的實驗證明 一、 白殼麴菌及小麥胚芽均含澱粉水解酵素可以替代唾液中的澱粉水解酵素。尤其同一活化時間的乾燥小麥胚芽產糖量遠超過白殼麴粉，所以建議利用乾燥的小麥胚芽取代唾液酵素。在使用白殼麴菌時，必須先以溫水(約35℃~40℃)浸泡活化，活化時間在50分鐘~90分鐘最佳。而使用小麥胚芽則需泡水50分鐘，經研磨後使用，對澱粉的分解效果最好。 二、 紫外線可加速酵素分解澱粉的速率，尤其發現UVA紫外線的照度對於酵素有明顯的影響。若貼近UVA紫外線燈，其催化反應效果最佳。此外，亦發現UVC的穿透力極小(無法穿透玻璃及投影片)，因此照射UVC應建議直接由溶液正上方照射才不會被容器阻隔。 三、 若加入二氧化鈦當作光觸媒並且照射UVA紫外線燈，則強照度紫外線（貼近UVA紫外線燈），其效果會比只照射弱照度的紫外線更好。此外，UVC紫外線容易被容器的材質所隔離，本次UVC的測試結果無明顯的規律性，有待進一步的確認。 四、 我們所設計的可回收式光觸媒是可促進酵素反應而且是環保、省材料的生物晶片設計。 根據實驗結果，我們建議：將來在進行酵素的檢驗反應時，需要考慮紫外線對反應速率的影響，因為日常生活中紫外線的隨手可得(日光燈、省電燈泡、LED燈…)。反之也可以在以酵素催化進行各項醫療檢驗過程，藉由紫外線及光觸媒促進反應速率，來縮短檢驗時間。

我們的實驗在探討聲波對硫酸銅結晶的影響。我們探討了頻率、振幅及音源個數對結晶的影響。頻率的實驗中，使用頻率500 Hz、1000 Hz、1200 Hz、1500 Hz、1800 Hz、2000Hz及2100Hz，振幅皆為100cm的聲波進行實驗。我們發現頻率為3的倍數時，結晶長度會比其他頻率音源下的結晶長，且結晶形狀大多為平行四邊形偏長條形，其餘頻率音源下的結晶形狀則大多為平行四邊形，不規則形結晶比頻率為3的倍數音源下的結晶多。振幅的實驗中，使用振幅為100 cm、200 cm、300 cm、400 cm及500cm，頻率皆為500Hz的聲波進行實驗。我們發現振幅越大，結晶越大，但振幅到300cm以上所結出來的結晶長度和300cm下的結晶無太大差別。多方音源中，音源越多，結晶大小越大。長晶過程部分，結晶會隨著能量前進方向依序長晶。

在上一屆科展中對地圖筆的褪色原理已有初步的了解，為了對產品能有更統整性的分析。因此，針對這個題目作更深入的研究和探討。此次研究的重點在於酚?、百里酚?及硝基酚對於各種材質的運用，試著找出有別於酸鹼指示的新方法。可自己製造顯示筆、消失筆，更可以創造出各種不同顏色的地圖筆。

本研究主要探討催化劑的有無對丙酮碘化的影響，從中決定速率定律式及活化能，並希望本研究結果可以編入高二實驗課程。研究結果一、催化劑合適濃度為0.7M。二、有催化劑影響下適合的終止時間—32℃ 4分鐘、27℃ 7分鐘、25℃ 10分鐘、20℃ 15分鐘、15℃ 25分鐘 。三、無催化劑影響下，終止反應的時間為—35℃為5~11小時、32℃為5~8.5小時。四、有催化劑與無催化劑的反應速率差異相當大，以32℃為例，有催化劑的平均速率常數0.000124833 M－1s－1大於無催化劑的速率常數0.0000208 M－1s－1。 五、無催化劑一但開始反應後，會以極快的速率反應完畢。 六、無催化劑活化能比有催化劑活化能高，無催化劑的活化能66.88KJ/mol，有加催化劑的活化能137.7048 KJ/mol。 七、有加催化劑的總級數在1.4~2.7級之間；無催化劑總級數為2.0989583~ 2.0644408級之間。

在實際上的化學研究中，為了實用(材料，醫藥)目的，合成新化合物，並確定其原子排列結構，判斷其性質，一直是許多實驗室的研究方向之一，然而在合成化合物後，往往會助由x光照射晶體所得的繞射圖與數據，解出化合物的幾何結構(如鍵長、鍵角等)。近年來，由於電腦科技的進步，解晶體結構，已不像以往那麼需要寒繁瑣的計算。但化學家們是如何合成的新化合物養成良好晶體，以提供結構解析?因此本研究嘗試以幾種常見鹼金屬、鹼土金屬鹽類來養晶，試圖在不同方法與條件的控制下，養出具有簡單幾何外型的晶體歸納在水溶液中結晶的各階段變化況，並分析各結晶法的優劣，以提供相關研究人士參考。

一般的化學電池除了兩個電極外，需要兩個燒杯內分別放入相關的電解質及一個鹽橋內放入一種可導電但不參與反應的電解質，實在是很不方便組裝，且電流又不大。例如傳統鋅銅電池正負電極分別為3×5cm2Cu片、3×5cm2Zn片，電解質[CuSO4]=0.4M、[ZnSO4]=0.4M，鹽橋[KNO3]=1.0M時，其電流約僅2~5mA、電壓約1.0V，且不可充電，此電池無論在裝置上、功能上都不是很好的設備。 經本實驗的結果顯示另類鋅銅電池有以下優點、特色： 1.當正負電極分別為銅的相關難溶鹽固體(CuO、Cu2O、CuS、CuCl)、3×5cm2Zn片時，僅需一種電解質，不僅鹽橋真的可以移除，無須半透膜、素瓷杯，在該電解質濃度仍為0.4M下，電流即可增加至70~100mA、電壓維持在約1.1V，且可充電！ 2.銅的相關難溶鹽固體電極(CuO、Cu2O、CuS、CuCl)的製備方法---燒結法是考慮學校設備、經費下所獨創、可行的製備方法！這是高一基礎化學第一章第一節化學簡史中談論火的使用與容器製作的關係，加上日常生活中焢土窯的經驗讓我們突發奇想的作法。 3.目前此充電電池在0.4 M NaOH低濃度電解液下，電池未充電即自然放電可得70~20mA穩定電流，維持時間約10分鐘(600秒)，經1~3次充電後，效能不僅可維持甚至更好，電流可達80~21mA，維持時間更拉長至28分鐘(1680秒)！所以無論是在實驗時的組裝便利性亦或電池的功能如電流大小、可充電性上，都有突破性的創新改善，應可作為將來國、高中的基本化學電池的實驗之一。

國中化學第一冊第三章第三節，空氣與人生的關係，提到了有關空氣之組成，氮 78 %，氧 20 % ，氫 0.934%，二氧化碳 0.03%，及微量的其他稀有氣體。人呼出的氣體，能使石灰水 Ca(OH)2混濁，而空氣比較小容易使它混濁。這足因呼出的氣體中，有一種叫做二氧化碳的氣體存在。這種氣體對人無益，但植物都需要它，才能使大氣中的空氣保持恆定……等。但課本未曾談到二氧化碳的濃度應如何來瀾定，同時亦未曾介紹我們人類所呼出的二氧化碳濃度比空氣大幾倍？而且用什麼方法求出大氣中合二氧化碳為 0.03 % 呢？於是同學們便開始設計實驗，始有簡易二氧化碳測定器（簡稱大埤國中測定器）之產生，藉此科展的機會，就教各位先進名家，賜給我們寶貴的知識、經驗，好作更進一步的研究及改進，並加以推廣，造福人群。

1.本研究將高中秒錶實驗的定性研究加以延伸，設計新流程以探討定量影響因素。預期目標為： (1)定義反應物的最初濃度與平均濃度，以①初期速率法與②微分迴歸法推導反應級數、速率常數。 (2)以③積分逼近法加以探究。 (3)由阿瑞尼士方程式推導活化能。 2.主要結論有四點： (1)以①、②法求出碘酸鉀的反應級數約為0.96~1.05級；亞硫酸氫鈉約為1.33~1.37級。不論採何法，高溫時所得速率常數較大。 (2)反應物的兩種濃度定義所獲結果，於反應級數無甚差異、但於速率常數則有差別。因此，反應物的濃度定義應明確區別。 (3)③法所得結果雖不精準，但由推導的過程深獲啟發。 (4)反應活化能約為8520 J /mol。 3.若實驗時數有限，可僅選做部分步驟，就可學習到三種數據分析的方法。

愛漂亮的媽媽，從菜市場上買了一支口紅，瞧它綠綠的顏色，想必塗在嘴巴上一定像巫婆一樣嚇人吧！說也奇怪，當媽媽把口紅擦上後，顏色就變成漂亮的紅色了，我把它擦在手臂上，顏色也變紅了；原來這就是「變色口紅」，我好想知道「變色口紅」中到底有什麼秘密，於是便邀了同學一起動手研究。

我們利用敏感度高的奈米級金粒子溶液檢測樣品中特定胺類分子。依據魚類在不同腐敗程度下會釋放不同濃度的胺類分子，且奈米金粒子與胺類分子結合後會因濃度高低改變而影響其粒徑大小，進而影響溶液的顏色，便可藉此檢測魚類的新鮮度。我們加入不同物質以試圖提高試液的靈敏度及準確度，並且發現魚肉隨時間放置愈久，在相同條件的奈米金液中出現明顯的顏色遞變。