化學科

本篇報告從天氣瓶的基礎認知著手（第一部分），藉著增加天氣瓶的鹽類、藥用酒精之含量（第二部分），找出每一種物質對配方溶液的影響；接著減少水分，發現水分對天然樟腦藥用酒精溶液的析出溫度有增加的趨勢（第三部分）。由前方探索，我們用找到的規則性，製作對二氯苯藥用酒精溶液，並添加水分，增加析出溫度，做出第一種系列結晶溫度的水晶腦天氣瓶（第四部分），最後找到萘片結晶相關條件：在酒精中增加丙酮，減少析出溫度，終於得到第二種系列結晶溫度的萘片天氣瓶（第五部分）。 以原配方天氣瓶為主軸，統整查詢的資料，改變不同的物質，我們發現不同天氣瓶的內容物溶劑比例對析出溫度有規則性，可以推算公式，做出各具特色的美麗天氣瓶。

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。

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。

本研究以探討電解1A族、2A族金屬氯化物(研究對象為NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2)水溶液反應性之研究，並配合高中化學所學的知識、實驗方法，運用簡易的實驗室器材搭配生活周邊可取得的材料，設計簡單、體積小的電解裝置，並可利用理想氣體方程式及氧化還原滴定的方法確定陽極產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數。 研究結果發現，高中教學所言之「電解高濃度食鹽水產生氯氣，電解低濃度食鹽水產生氧氣」應有修正，並擴大討論1A族及2A族金屬氯化物的電解反應，發現化學反應並非僅有「濃或稀」的分界，而是在不同的條件，譬如電解液種類、濃度、外加電壓的改變，化學反應會有動力學或熱力學的競爭，使得產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數比例也互有消長，得到有趣的實驗結果。

金屬指示劑是利用色素本身與金屬游子結合成配位化合物而改變其原有之顏色之性質以探求水溶液中之游離金屬游子之濃度。

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。

一、利用不適於人類或動物食用的變質穀物的澱粉生產酒精，其原始成本節省很多。 \r 二、以SnCl2和鹽酸為催化劑可完全水解生澱粉為葡萄糖。 \r 三、以微波照射生澱粉溶液可完全水解為葡萄糖。 \r 四、水解時間、水解溫度及手磨穀物時間對葡萄糖的產率有很大的影響 。 \r 五、生澱粉溶液經催化劑水解成葡萄糖溶液再經發酵即得酒精，不必經蒸熟步驟可節省大量能源。

我們在無意中的觀察發現明礬能抑制鐵生鏽，於是我們更進一步去觀察鐵片在相同濃度不同鹽類溶液中的生鏽的情形，接著觀察鐵片在不同濃度不同鹽類溶液中生鏽的狀況，發現含鋁離子溶液不易生鏽。我們觀察明礬溶液中鐵生鏽的情形發現，明礬在特定低濃度（0.005M~0.0005M）時有較好的防鏽蝕效果，於是我們進一步探究其原因。經由鋁離子在會使鐵生鏽的食鹽溶液中對鐵生鏽的防護情形，利用鋁試劑、X 光晶體繞射以及紅外線光譜儀檢驗鐵上的薄膜物質，確定其為氫氧化鋁，再用解剖顯微鏡觀察鐵上薄膜附著的情形知，明礬水溶液確實有抑制鐵生鏽的效果，其機制為鐵腐蝕產生二價亞鐵離子溶出後，在鐵的表面會形成緻密的氫氧化鋁保護膜，而且鋁離子濃度在 0.005M~0.0005M 時效果最卓越。

本實驗是因為學生對於課本中--紫色高麗菜汁可以用來檢驗水溶液的酸鹼度，發現用顏色檢驗檢水溶液的酸鹼性是一個快速又有效的方法。所以想利用這種原理，找出一種遇到假酒就會變色的檢驗液。利用三種調配的溶液放入酒中以偵測是否含有甲醇（含有者為假酒），本實驗分成四個小實驗，一、實驗酒中的各類成分是否會變色與對甲醇的變色情形。結果發現檢驗液只對甲醇會呈現紫色。二、實驗酒中能使檢驗液呈紫色的甲醇含量的最低百分比（%）。結果發現只要微量的甲醇就會變色。三、檢驗市售酒類的呈色情形，發現市售的酒類正常下是不呈紫色 。四、檢驗市售酒類加上0.1%甲醇（國家甲醇含量標準0.1%以下）的呈色情形。結果發現假若加上0.1%的甲醇一定會使檢驗液成紫色。以上述四個實驗的結果得知，檢驗液的確可作為假酒的檢測液。

顏料是各種不同顏色的混合體，本身含有很多種不同的成分。他是由三原色以各種比例調和而成。透過不同顏料在水或酒精中溶解速度快慢的不同， 能夠將顏料中的組成顏色在粉筆上分開。實驗中我們也得知， 自然界中許多顏色亦是由三原色所組成。