化學科

我們利用兩種食品添加物-海藻酸鈉及明膠來模擬晶球在人體中的變化過程，以解開晶球在人體之謎。研究結果發現，此兩種材質濃度太高或太低會無法成球形，因此，海藻酸鈉膠球濃度須以1%、3%及5%;明膠膠球濃度則以25%、30%及40%，讓其在不同的酸鹼值環境下，進行測試實驗。而這些材質及濃度之下，呈現出較符合人體模擬條件的是海藻酸鈉膠球濃度3%及明膠濃度40%，因此，我們選此兩種材質及濃度度來進行模擬人體生理狀態之實驗，實驗結果顯示，明膠膠球由於會受限於溫度的影響，無法達到我們的要求，而海藻酸鈉膠球的實驗結果則較接近光泉晶球。因此，我們成功地模擬了晶球在人體中可能的變化狀況，讓我們知道晶球對於優酪乳中的益菌，真的發揮了相當大的保護作用哦!

甜蜜來『靛』實驗俗稱振盪紅綠燈，是以氧氣作為氧化劑、葡萄糖為還原劑，使靛胭脂溶液在鹼性環境中因為氧化及還原產生不同顏色變化的可逆反應。我們發現葡萄糖濃度及溶液pH值會直接影響反應速率，其速率定律式為：R還原 = k[IC]0[C6H12O6]1 [OH－]1；若是振盪反應停止，可添加新鮮靛胭脂使其再生。此外，不同種類的還原劑會使此反應產生不同顏色，如還原力強的乙醛、丙醛會使溶液呈現橙色而不再變化。利用此振盪反應作為示範實驗的最佳化條件為：1.2%C6H12O6(aq)、0.5M NaOH (aq)的溶液50 mL，加入2.0 mL、1.0%靛胭脂溶液，第1次振盪時間約12~15分鐘，第2次循環開始其速率會增快，時間約縮短至5~8分鐘。

上自然科學課時，大家都專心仔細地做悶熄蠟燭實驗，突然那個頑皮的「博士博」羅揚明也拿著一支特別的蠟燭讓我們悶熄。我們很好奇，就悶悶看，哇！悶熄的時間怎麼那樣短！噫！燭芯也特別長！好奇怪喔！哼！看羅揚明得意的樣子，心裹真不是滋味，我們便拿著蠟燭問老師，於是開始研習控制變因的遊戲！

酒精為日常常用的液態燃料，易傾溢造咸危險，若能轉變為固態而不降低其燃燒熱，發煙量不多且取用方便，則包裝、運送、貯存均方便而安全。課堂上曾觀賞固體燃燒影片，使聯想到在喜宴上所用來保溫食物的燃料，也激起研究固體燃料成分及製作方式的興趣。

水結晶的現象，不容易用肉眼觀察，我們利用水結晶降溫曲線的測定，分析得知開始結冰溫度、時間及結冰速率和水結冰的現象。並進一步有系統的研究不同的起始水溫的結冰現象，我們發現水的初溫在 60℃時會最快結冰，但結冰溫度、結冰速率(g/s)則與水的初溫並無明顯的關係，而是系統的降溫速率(℃/s)越快，結冰過程時間越短(g/s)，即結冰速率越快，我們也發現過冷現象越大，則延遲結冰時間(過冷現象持續的時間)越長。至於結冰外觀的部分，對拍攝的影像進行判讀和曝光率的分析，發現初溫不同的蒸餾水所結的冰外觀稍有不同，皆含有不同量的微小氣泡。冰塊中氣泡越多，透光性越差，此乃因延遲結冰時間短，水分子排列急促所造成；反之，氣泡越少，即透光性越好，則是因延遲結冰時間較長，水分子較能夠排列整齊。特別值得一提的是，初溫 60℃蒸餾水所結的冰透光性最差，更可證明延遲結冰時間越短，水分子調整至適當位置可用時間越短，往往造成結冰缺陷較多的現象。

本研究在探討阿拉伯膠(Acacia Gum)添加酒精的凝膠反應，改變膠液的pH 值後膠液黏滯度會不同，膠液pH 值＝9.72 時滴定不同濃度酒精較不易凝膠；而避免凝膠的膠液濃度以1：2(膠粉：水) 33.3％的效果最佳。最後我們成功利用阿拉伯膠的凝膠變色與逆反應，以透光照度法和透光電壓法檢測酒精濃度，並建立檢驗標準曲線。

在高中的化學實驗中，有許多實驗設計是以肉眼觀察，常因個人辨識力的差別產生誤差。本實驗利用光敏電阻，連結數位電表與電源，自行製作了一個觀察溶液濃度的裝置，應用在許多高中化學實驗上： (一)化學反應速率實驗，以自製的濃度測量工具，測量硫沉澱一定量所經過的時間，可輕易判斷出反應速率與硫代硫酸鈉的濃度成一級反應、與鹽酸濃度成零級反應；(二)酸鹼滴定實驗，當溶液變色的時候，自製濃度觀測工具的電流會有明顯變化，以電腦紀錄反應過程，繪出電流－時間關係圖，當電流迅速下降時，即為滴定終點。依此方式可以讓機器自動滴定，不必擔心滴定過量的問題；(三)氧化還原滴定實驗，如同前述的酸鹼滴定，依電流讀?發生明顯變化時判斷滴定終點，未來可以應用在設計自動滴定計；(四)平衡常數的測定實驗，當溶液的透光度相等時，觀測到的電流值應該也會相等，由機器判的結果使得實驗結果的精確度提高甚多。

「藍瓶」實驗是利用還原糖加入氫氧化鈉、亞甲藍溶液，使之發生藍色的亞甲藍變成無色的亞甲藍的氧化還原反應。本實驗以葡萄糖、果糖、半乳糖等還原劑，將藍色的亞甲藍還原為無色的亞甲藍，並利用分光光度計測量反應中亞甲藍的透光度，以其數值判斷反應時間，再以分光光度計測量固定時間內藍色亞甲藍的變化量（反應速率），藉此探討不同種類的糖類、不同濃度的糖類和不同濃度的酸鹼影響其反應速率的程度。因酵母菌呼吸作用為氧化反應，實驗中也發現，呼吸作用的速率和亞甲藍的變色有相關，因此可利用亞甲藍的變色測定呼吸作用的速率。最後以澄清石灰水、二鉻酸鉀和硫酸測得酵母菌在此狀況下是進行呼吸作用而非發酵作用。

在這個研究當中，我們要探討在日常生活中所吃的蔬菜是否有農藥殘留？農藥殘留量高不高？接下來我們要找出去除農藥最有效的方法。另外，我們也想了解有機蔬菜是否真的沒有農藥殘留。實驗結果發現，我們在市面上購買的蔬菜大部份都有農藥殘留，但是都在安全的範圍之內。在傳統市場購買的蔬菜，全部都有農藥殘留，其中以花果菜類所含的農藥殘留量最高，再來是根莖菜類，最少的是葉菜類。在超級市場所購買的蔬菜農藥殘留量比傳統市場的要低很多，但是比較不新鮮。在去除農藥的方法當中，我們發現以清水清洗蔬菜最為有效，並且洗愈多次，蔬菜的農藥殘留量愈低。在有機蔬菜方面，我們發現有機蔬菜的農藥殘留量都很低，但是除了葉菜類的蔬菜沒有測出農藥殘留之外，其餘仍然都有農藥殘留。

在科學進步的今天，雖然照明設備都以電為主，但在某些特殊情況下：啟如夜間停電時，蠟燭就成為最佳的代替品，學生便在這偶然的機會下，望著它發出的光和熱而感覺到非常奇妙，同時也產生了許多疑問，於是在濃厚的興趣下進行一連串的實驗工作