化學科

在我們日常生活中常見的，如糖、鹽、味精、明礬、冰晶、礦物等，都是結晶體。而這些肉眼看起來不起眼的小東西，在顯微鏡下可看見它美麗又有趣的形狀。當溶解晶體的水蒸發後，一些晶體因為水分的缺乏就慢慢的跑出來；或者是當我們將飽和溶液再加入溶質 ，加熱溶解後，在溫度下降時，也會有晶體跑出來，這就是「結晶」。利用這次實驗，從觀察顯微鏡下的結晶世界出發，了解結晶的生成和形狀，比較不同晶體的結晶速度，並探討可能影響結晶的變因，幫助我們養出及找出製作漂亮結晶的方法，讓結晶以藝術的型態呈現，使大家更了解結晶多采多姿的細微變化。

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。

振盪反應是一個很特別的反應，其顏色變化反覆而規律。我們選擇了 BR 反應系作為研究題目，探討反應中溶液的配製方式及轉速對振盪的影響，及各反應物濃度與振盪次數及總時間的關係，並得該反應速率定律式為r=k[KIO3]0.28\r [H2O2]2.38 [CH2(COOH)2]1.21。由於此振盪反應所使用各反應物的相對量相差非常懸殊(莫耳數比KIO3 ：H2O2 ：CH2(COOH)2\r ＝40：577：60)，因此我們嘗試在振盪過程中加入反應物，並推測反應物所可能發生的反應，發現H2O2 可能同時進行了3 個反應，故所需的量顯得特別多。在反應物中KIO3、H2O2 主要扮演生成I2 的角色，CH2(COOH)2 則是主導I2 消耗的反應，Mn2+ 可催化I2 生成的反應。

生物燃料電池是近十年來備受重視的新型能源，其中又以微生物燃料電池最為受到重視，其所具備的低污染、高穩定、低成本等諸多的特性，恰好符合現代社會的需求。微生物燃料電池產電的原理，是利用微生物的新陳代謝所產生的電子，將微生物體中的化學能轉變為可利用的電能。本研究以連續進流模式操作兩組微生物燃料電池，利用綠川廢水作為微生物來源；並以蒸餾水作為陰極槽內的基質，以沉水馬達曝氣後的溶氧作為氧化劑。探討兩極間距、養分種類、黑暗，對 500? 外電阻的微生物燃料電池的影響。

經過多次親自實驗發現與文獻資料中利用「悶熄蠟燭」實驗證明「氧氣約占空氣的21﹪（約1/4.76）」有所出入，因為從「悶熄蠟燭」的多次實驗中顯示水位會急速上升，發現利用蠟燭使「水位上升體積」與「空氣中消耗氧氣體積」誤差頗大，更遑論「悶熄蠟燭」可支持「氧氣約占空氣21﹪（約1/4.76）」理論！所以針對：蠟燭數量多寡、火焰大小、空氣膨脹…等因素一一探討，抽絲剝繭找出「悶熄蠟燭」的誤差究竟在那兒？有鑒於「悶熄蠟燭」實驗方式是不準確，因此我們更進一步研發另一新方式，顯示出「水位上升體積＝空氣中消耗氧氣體積」，證明「氧氣約占空氣的21﹪」理論。

「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。

自然課本上有這樣一個問題：「在電路中，連接哪些溶液，可以形成通路，使燈泡亮？」上課中我們用 3 或 4 個新電池連接鹽水、自來水、肥皂水、醋、糖水、小蘇打水等水溶液，結果只有連接鹽水時，小燈泡有亮的情形，但是，不管小燈泡亮不亮，浸在鹽水中的電線（接電池負極的那端）都會冒出泡泡，而連接其他的水溶液，雖然也有冒泡泡的情形，但是小燈泡都不亮。鹽水會導電，其他的水溶液呢？我還想知道其他許許多多的事 … …

在化學實驗課中，曾應用陰離子交換樹脂分離Fe3+，Co2+，Ni2+三個化性相近的離子，但是每組實驗的結果卻不盡相同，到底是那些因素造成這些結果的差異呢？且化性相近的離子，是否都可以離子交換樹脂予以分離？基於以上的問題產生，我們多方思考，設計下列實驗，期能獲致較為明確的影響因素。

國中化學第三冊十八章第一節介紹酸鹼中和滴定，以已知濃度之酸（或鹼）來測定未知濃度之鹼（或酸），但要測定正確之中和點平是件容易之事，只是靠著指示劑遠不能正確的測出中和點，於是利用課餘及寒假的時間邀約志趣相投的同學在任課老師的指導下，加以研究尋找出如何測定中和點比較正確之其他方法，經過了兩個多月的悉心研究、探討，終於找出了兩種方法，它們一一為(1)利用反應熱測定中和點。(2)利用電導度測定中和點。

經過本研究發現分子量大的PVA流動性小，較為黏稠，市售膠水應該是使用較高分子量的PVA。設計測量方式來記錄交聯作用後的流動性、回縮性、沾黏性和出水性。發現PVA醇解度較高做出的史萊姆流動性較小，回縮性也較小，PVA分子量越大時，產生的史萊姆流動性越小，回縮性越大，越不沾黏。水分越多時，流動性越大，回縮性越小，出水性越大，沾黏性越大。硼砂量越多時，流動性較小，回縮性較大，出水性較小，沾黏性較小。與市售史萊姆性質最接近的成分為水重是PVA重的22-24倍，硼砂重為PVA重的0.08～0.11倍。硼酸根需在中性到鹼性的環境下，才能與PVA溶液產生交聯作用，且在已有交聯作用的史萊姆中加入酸性溶液會讓交聯作用破壞，而變回液體。