化學科

「茶餘飯後」是令人耳熟能詳的一句話，但隨著科技的進步，市面上多了許多便利大眾的罐裝茶及沖泡茶包。在無意間，本實驗小組發現市售茶飲在食品內容上各有異同，有的標示了小蘇打粉，有的卻沒有標示出。本實驗` q利用小蘇打粉在溫度50~60℃時會釋出二氧化碳 的特性，讓加熱後所釋出的氣體加入澄清石灰水中，檢測這些氣體是否能讓石灰水產生混濁藉以了解茶水中是否添加小蘇打成分，並利用各種檢測試劑檢驗茶飲的性質，藉以瞭解市售飲料在成分上的標示是否確實，最後試著找出在茶飲中加入小蘇打的原因。

本校位於基隆河畔，吾等日常觀察其濁度，似乎一年比一年嚴重，遂發生探其究竟之興趣。

有一天，我吃橘子時不慎將橘子皮的汁液，滴落在健健美的瓶底上。於是我用手在上面摸拭了幾下，卻感到黏黏的。我覺得奇怪，就用手掌往瓶底壓，並且很快的往外拉時，卻生出了很多的白色絲狀物，經重覆的做了幾次，也發現同樣的情形。於是我們將這些「絲」狀物拿去請教自然科老師。經研究的結果，以下就是我們的。

本研究用LED取代「電解質實驗」的鎢絲燈，來分辨水溶液為弱電解質或非電解質，發現黃光LED的效果最明顯，而最佳適用條件為溶液濃度低於0.01M，電源電壓在3.0V~4.6V之間；並利用此特性，配合「減量實驗」的設計，可達到減少實驗藥品浪費的目的。 此外還對溶液的導電性加以研究，發現(1) 離子運動快慢情形：H＋＞K＋＞Na＋，OH－＞Cl－＞NO3－；(2) 溶液溫度上升電導度不一定增加，還要考慮電解質的解離情形；(3) 溶液離子濃度越高導電性越佳。 最後利用LED及溶液的電導度特性，來改善國中課本中「酸鹼滴定實驗」及「反應速率實驗」的觀察，以電導度的變化來了解電化學反應的進行，並進一步設計了「運算放大器電路」來呈現變化，以利教學上的實際操作。

(一)政府為提高國民營養水準，改著農業經濟結構，正不遺餘力發展畜牧事業，在所訂的新六年經建計劃中，今後農業生產每年平均成長率將在2.9~3.4%之間，其中以畜產成長率最高為6 ~6.8%,依據省農林廳的統計，決至六十八年底為止，占最高比例額的二種畜禽為雞和豬，豬現有頭數為五百四十萬餘頭（其中肉精增加率為 20.04 %占最高位）；雞現有頭數為四千四百三十餘萬隻（其中肉雞增加率最高 18.52 % )；可見二者實為我國目前最重要的畜產。(二)由於經濟的快速成長，國民所得的日漸增高，其對畜產的需求正日愈迫切，根據農復會等（資料來源包含歷年糧食平衡表等之平均值）統計去年台灣平均每人肉類消費為 35.92 kg，其中豬肉占 62.18%、雞肉占 33.87 % ，合計占 96.05 % 亦可證明二者確為國民最需要的畜產，(三)我國去年進口穀類四百餘萬噸，支出外酒高達新台俗二百餘億元（美國農業部統計資料），其中飼料用般約二百七十餘萬噸約達 60 ％以上。我國目前屬海島型國家，個料原料生產受地形限制，大部端賴進口（推估十年後約須進口九百萬噸，支出外酒約五百五十億）故極易受到國際行情變化的重大影響（因為畜牧事業其飼料成本占總成本的 70 ％以上）。吾等平日對畜禽飼養與禽畜營養學頗有研究興趣，故對如何突破飼料要求率（ feed conversion ）節省飼料原料，減低飼料進口和依相的療結所在，著手進行實驗研究”。

寶石，光彩炫麗的外表深深吸引著我們。而晶體也像寶石一樣晶瑩剔透，因此引發我們的濃厚興趣。於是請教老師，是否能靠簡單的化學實驗來製造出美麗的晶體。根據老師表示，在高中化學實驗中有一種錯鹽[Cu(NH3)4SO4‧H2O] 的製備實驗，過去以來總是無法得到較理想的晶體，因此老師建議我們可以用這實驗為基礎，找出適當的方法來得到更理想的結果。 於是，我們重複課本裡的實驗步驟，按照教材中的內容，一步一步確實的操作。然而結果所得到的，卻是一沱一沱有如爛泥的糊狀物，無法稱之為晶體，而且其中還雜存著不同的藍色物質。我們發現晶體養成，似乎不是那麼容易，因此我們決定找出課本中實驗步驟的缺失，並加以修正，而且還要想出更適當的方法，來得到晶體。

網路多種製作無瓶水方法，經操作發現不是每種方法可製作出內裝水球。所以我們研究找出海藻酸鈉水溶液與含鈣水溶液濃度組合及各項檢測。歸納出：1.海藻酸鈉水溶液應選擇0.5%～2%濃度；2.含鈣水溶液：氯化鈣水溶液濃度至少1%、乳酸鈣水溶液濃度至少要2%較易製作出水球膜；3.保存應浸泡於純水並置冰箱冷藏，連續200小時紀錄無瓶水的流失率可降至19%以下；4.物理測試發現1%海藻酸鈉水溶液所製造出的無瓶水球在耐壓、拉力及自由落體表現均好；5.化學測試無瓶水質都符合臺灣自來水公司「飲用水水質標準」之相關檢驗標準。 當飲完無瓶水後，水球膜在自然環境下日漸分解不占空間也不汙染環境。希望無瓶水的研討能喚起環保概念，減少塑膠瓶使用。

過年時我幫媽媽大掃除，媽媽分配給我一些輕鬆的工作，洗墊鍋壺類的用具，並從爐灶真挖了一大堆的灰，叫我用灰洗擦就可以。經過一陣洗擦之後，每一樣用具都光亮如新。我覺得很奇怪，為什麼灰的功用如此好呢？我問媽媽，媽媽叫我問老師。於是在老師的輔導之下，我們全班做了一項灰水性質的實驗。

我們會做這個實驗是因我們在上美勞課時，由老師所提共的刀片大部分都已生鏽，造成我們使用上的困擾，也因此讓我們探討起鐵生鏽的相關知識。此實驗最主要能補充課程教材所不足的部分，這學期牛頓版自然科第十二冊第一單元也在探討鐵生鏽相關的課程，我們的實驗驗證了鐵生鏽的條件必須要同時有水和氧的存在。這部分課本並沒有詳述，一般我們同學都會認為鐵釘放入水中就一定會生鏽，為了能控制變因，我們把水加熱，滴入油覆蓋，製造無溶氧的水來證明鐵釘在只有水沒有氧的情況下不會生鏽，同理也製造無水汽的氧來證明鐵釘在只有氧沒有水的情況下也不會生鏽。最後我們使用乾燥劑和利用碳對氧的活性大來防止刀片的生鏽，效果相當的好，也完成當初我們所設定的問題，也要特別感謝老師的指導。

光復節快到了，叔叔要結婚，我們全家總動貝，粉刷門牆，我負貴擦客廳的鐵窗，擦得我滿手滿瞼，不多久我就口渴想暍水，開水完水，只好去找橘子解渴。橘子剝完了，整個橘子卻都沾滿了油漆不能吃了，而我手上的抽漆卻減少了”我覺得好奇怪，用水洗都洗不掉的油談，怎麼剝橘子皮就掉了呢？第二天我去誚教老師，老師說這是個很好的問題，我們就開始研究了。