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。

藉U型管裝置，以賽珞芬透析只為界面，觀察流體滲透之動力現象。

一、普通肥皂分子屬陰離子界面活性劑，一端是親水性之離子性基(－COO - )，可溶於水，另一端是飽和碳氫化合物的結構（烷基），為疏水性。二、清潔劑擔任水和油污間連結橋樑的部分，其洗淨原理是將疏水端尾部伸入油垢中，親水端的頭則在水中，使油變成微小的油滴分散在水中，每個油滴都帶有相同的電荷，因而相斥不結合在一起，再施加機械力即可使其脫離洗滌物。三、對本實驗而言，月桂酸肥皂（碳數 12）洗滌強，推測其親油親水基之平衡較為適當，且分子中疏水基較短，易溶於水，有利於最後以水沖洗的步驟。四、氣泡的形成，是因為溶液中的清潔劑分子吸附在混入液中的小空氣球而形成的。五、使用硬水，會減少起泡力與洗淨力，是因為產生鈣、鎂金屬肥皂渣。六、溫度高低會影響一定程度的起泡力與洗淨力。七、綜合本實驗結果，起泡力大小與洗淨力強弱無關。

我們很好奇為什麼地瓜球能有外脆內Q的雙重口感?油炸時到底要不要邊炸邊壓?為什麼坊間不同店家所賣地瓜球色澤、香氣、體積、軟硬都不盡相同，其中的關鍵差異是什麼？ 為了解出謎題我們開始設計實驗探討不同種類澱粉、油炸過程有無加壓原料、不同開始加壓時間點、不同油溫、不同水、糖、油含量對地瓜球性質的影響。 實驗發現添加不同種類澱粉可以製成不同特性地瓜球；油炸過程加壓的確對地瓜球有膨大的效果；油溫越高，地瓜球表面的脆皮層硬化越快，但也易使內餡較乾、彈性較差；地瓜球原料所含水量越多、糖量越少，製成的地瓜球體積、彈性越大，但韌性與硬度越小；而含油量越多，製成的地瓜球體積越大，但韌性、彈性及硬度較差。

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。

有一天，老師佈置教室的時候，要我們幾位同學幫他割切一些寫在保麗龍板的字。大家正割得聚精會神時，顯美芬同學大聲地叫了起來－一原來瓶子的汽油被碰到了，整塊保麗龍板被弄濕了。大家想把普麗龍板上的汽油除去，可是我們失敗了，汽油滲進保麗龍板裡面去了，接著普麗龍板的表面馬上起了凹凸不平的現象，像似月球表面的坑谷，佈滿著整塊保麗板。我們嚇慌了，糟了！老師一定會生氣的。老師走過來一看！笑笑說：「沒關係！沒關係！妳們想想看，保麗龍板沾上了汽油，為什麼會有這種變化？沾上其他液體也會這樣嗎？只要妳們去觀察實驗，定能找到答案，說不定還能得到意外的收穫哩！」我們高與的跳起來說：「我們一定盡力去做，來補價這次的過失。」以下是我們所做的實驗，並經老師指導而獲得的結論。

本實驗以硫酸銅與明礬為研究對象，探討影響化學結晶的因素。主要是用外在聲音頻率來影響物質結晶。我們發現硫酸銅的結晶量在每隔300Hz之下，均會突然增加；但明礬卻是隨著聲音頻率的增加而做某種規則性的遞減。除此之外，音頻對於硫酸銅結晶的外在形狀也有著某種影響，大致上在1000Hz以下，較易呈現長圓柱形；在1000Hz以上，則較易呈現小針狀形。為確認音頻的確會影響化學物質的結晶，我們更利用駐波的共振與共鳴原理，對著長玻璃管柱施放一系列音頻，竟可得到一規則性的節狀結晶體，然而目前我們對於此複雜之物理駐波原理並未能了解，故無法做一整體性探究。最後，我們仍以改變溶液中的離子，如加入食鹽、酸離子、鹼離子等方法，來研究對於化學結晶是否有影響。

1.同學們很喜歡買紅酸梅、蜜餞、紅桃子 … … 等零食來吃，吃過後嘴裹都是紅口水，連想到食物的染色，於是開始研究色素的問題。 2.很多種食品顏色鮮艷，其中天然的顏色並不持久，人工添加的色素，卻能耐久，可惜對健康有害，我們想探討是否真的會危害健康。3.顏色鮮艷的加工食品，讓我們有種錯覺，認戶楚最新鮮可口，我們要尋找身邊的食物裏，那些含有有害的人工色素” 4.鮮明的顏色，小朋友最喜歡嗎？商人要添加的色素，是不是小朋友最喜歡的顏色？ 5.我們要長期的實驗和研究，想建議同時設法讓有害的色素不再危害大家。

藍染是一種美麗而有趣的傳統技藝，每一個步驟都有他的科學原理。中藥青黛與靛藍製作過程相同，故本實驗用青黛取代由植物製得靛藍之過程，效果良好。而要將難溶靛藍製成染液，需將其還原，有生物發酵及化學還原兩種還原方法，經測試生物發酵的最佳條件是pH值13，溫度30℃；化學還原最佳環境為pH值13， 40-50℃。另外由於此過程為氧化還原，故我們將氧化劑青黛與還原劑保險粉之水溶液分別置於兩燒杯，發現在適當條件下，可得比乾電池大之電壓，故認為經過良好的研發可在製作染液的同時發電，成為「藍染電池」。此外亦可將此染料製成書寫工具，油性的以低極性有機溶劑萃取後濃縮，溶劑回收，而水性的則可先將靛藍還原，密封於筆管，書寫後氧化成為深藍。

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。