化學科

本實驗以市售本氏液與自製本氏液與葡萄糖、果糖、麥芽糖等還原醣反應，證明課本上以藍、綠、黃、橙、紅的顏色變化來顯示葡萄糖的含量多寡有誤。透過過濾觀察產物顆粒、濾液混色實驗、利用廷得耳效應以雷色光照射觀察產物顆粒大小、及溶液靜置、離心等實驗，發現藍、綠、黃、橙、紅顏色變化可能是奈米級(顆粒大小介於10-9~10-7 m)的紅色氧化亞銅，與藍色硫酸銅溶液混色結果，故不能以顏色變化來代表還原醣的多寡。若要定量葡萄糖，可由葡萄糖與本氏液反應的「顏色與反應時間關係對應圖」中，反應終點顏色(紅色)到達時間來定量葡萄糖。

我們在國中化學課本第三冊14-3中學習到各種電池，並經老師介紹知道有些電池是以稀硫酸微電池溶液，硫酸具酸性。台灣盛產國菜而大部分的果菜均具酸性，於是我們就想到利用各種果菜的含酸性溶液來製作電池的研究，我們將這些蔬菜水果製成的電池稱為「果菜電池」。以達到「就地取材」「學以致用」提高同學對化學科研究興趣，增進學習效果。

同樣是茶，為什麼茶的顏色、味道、香氣皆異？為何茶水顏色會變？於是我們實地參觀台大茶園及凍頂工作站，採集、試驗、觀察、探討茶樹的栽培與製造技術，認識茶葉種類與發現其成分，透過實驗了解不同溫度茶水變化；又將泡好的茶水置於不同溫度之恆溫箱，比較茶水顏色，並用光電比色計測得吸光值數據，探尋茶水變色因素與原理；最後試製紅茶菇，老師試飲、敷臉，黑斑略減，我們覺得好玩又有趣，對「茶」也有一番新認識。

聚丙烯酸(PAA)是尿布中吸水成份，我們發現其結構上的羧基能螯合Ag＋，並成功利用甲醛將Ag＋還原成奈米銀。但我們意外發現螯合Ag＋的PAA白色粉末在沒有其他還原劑存在下也會漸漸變成黃色，與「利用甲醛還原製得的奈米銀」顏色十分相似。本實驗即揭開此粉末變色真相，希望能在不使用額外還原劑下，直接以PAA將螯合的Ag＋製成奈米銀，不僅具環保與實用價值，更能使奈米銀製程朝向綠色化學。我們透過水溶性聚丙烯酸鈉(SPA)在均相中進行變色機制探討及影響變因的研究，找出有利的反應條件，再應用於PAA。研究證實PAA能將螯合的Ag＋同步還原成奈米銀，反應機制與檸檬酸鈉作用模式相似，而提升濃度、溫度或照光有利於反應，酸性條件則不利，照各種色光也有所差異。

本研究利用光敏電阻、可變電阻、比較器、LED光源、蜂鳴器及電路開關等，設計一個簡單又實用的微型反應速率偵測器，進而以此裝置探討影響硫代硫酸鈉和鹽酸反應速率的各種變因。首先，改變硫代硫酸鈉溶液的濃度，實驗得知硫代硫酸鈉的濃度與反應速率約為一級反應；接著，改變鹽酸溶液的濃度，實驗得知鹽酸濃度與反應速率約為零級至一級之間；再者，當溫度升高時，反應速率明顯加快；之後，我們研究添加清潔劑對硫晶體堆積的影響，結果清潔劑明顯延遲硫晶體的堆積；最後，我們又研究添加金屬鹽對硫晶體堆積的影響，結果亦產生延遲現象。為了更精確觀測反應過程中，硫粒子的粒徑變化情形，我們又以動態光散射儀(DLS)發現硫粒子從奈米級漸漸堆積長大。

甘蔗渣中含有豐富的木質纖維素，其上的官能基可以吸附重金屬離子，我們在此研究中找到適合甘蔗渣吸附Cu2+的最佳條件。在一次實驗中，我們偶然發現甘蔗渣溶液中的有機物能吸附Cu2+，而碳粉能將有機物吸附，利用這點特性，能大幅提升Cu2+的吸附率。在經過兩道程序的吸附之後，20ppm Cu2+(aq)中Cu2+的吸附率大於99%。

現時國民中學由於班級多，而實驗教室不敷使用，需在教室作示範實驗時，因實驗器材繁多，常有搬運不便之感，如將器具加以改良，可減少搬運時的麻煩，節省勞力和避兔器材的損壞。

水果是日常生活中食用的食物之一，每天或多或少都會吃水果，但是吃進口裡的水果到底是酸性、中性還是鹼性呢？我們藉由踏查臺東縣當地種植的水果，以石蕊試紙、廣用試紙和筆型酸鹼度計檢測這些水果的酸鹼值。有趣的是這些水果竟然都是酸性的，酸鹼值的分布範圍從pH 1.94到 6.61。還發現有些水果彼此之間的酸鹼值差異很大，有些卻很小；相同的水果，不同的種植地區及成熟度也顯示了不一樣的酸鹼值。經過這些調查研究，我們繪製了臺東鄉鎮地區水果酸鹼地圖，紀錄常見的水果與地區特色物種的酸鹼值。

我們用環保的「紙」來製作環保紙吸管，使用洋菜液體浸泡後冷凍與冷藏，讓紙吸管具備防水功能，也增強耐用性。我們用道林紙和粉彩紙製做紙吸管的主體，和市面上的塑膠吸管比較，在掩埋實驗中，自製的洋菜紙吸管明顯在土壤中分解；而塑膠吸管完全沒有分解；耐折實驗中，洋菜紙吸管每個都超過140個華司，塑膠吸管平均只能耐97個；在垂直耐壓實驗中，洋菜紙吸管每個都能承受15kg以上的重量，而塑膠吸管只承受不到10 kg重量；在燃燒實驗中，塑膠吸管在燃燒時，會發出難聞的惡臭，但洋菜紙吸管不會；戳洞實驗裡，道林紙有洋菜冷凍的，刺破飲料杯保護膜的效果最好，其他，用來吸取珍珠、吸水和耐輾壓等實驗中，自製的洋菜防水吸管都不輸市售的塑膠吸管。

關於硫代硫酸鈉與鹽酸的硫沉澱反應，我們收集及參考國內外許多的研究文獻後，文獻中提到奈米硫沉澱的產生，其原因是硫代硫酸根中的硫原子進行自身氧化還原反應所致，其中在動力學的研究中提及，在硫代硫酸鈉與鹽酸的反應中，硫代硫酸鈉濃度對反應速率的影響較為顯著，在反應級數上硫代硫酸鈉為一級反應，鹽酸為零級反應，我們因此假設，鹽酸的濃度對於反應速率的影響有限，因此我們想知道一般的條件下，硫代硫酸鈉與鹽酸在反應中所扮演的角色及對反應速率的影響的程度，此外溫度的變異與反應速率的變化也是我們有興趣的研究課題。 本研究利用Microsoft Excel與自行設計組裝Arduino偵測與計時器，進行硫代硫酸鈉和鹽酸反應速率的實驗，進一步由化學反應速率數據，計算反應物的反應級數與速率常數，探討各項變因對於反應速率的影響。