化學科

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。

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 … …

南部地區曾有嚴重的烏腳病病例，而在我們所生活的環境一宜蘭，也有疑似島腳病的病例，因此我們想調查宜蘭縣的地下水是否也有砷的存在。如果有的話，和井的分佈狀況，地理環境是否有任何的關係。並進而嘗試著去研究如何降低砷的含量，以最簡便，最經濟的方式使水中的砷降至最低，而使其符合飲用水的標準。

用簡單的實驗方法使學生們瞭解水、食鹽水的電解和把實解原理應用於鍍鎳和銅等。

藉由校園常見的香草植物來進行區以實驗，利用課堂上學過的化學萃取法和香草汁液的特性分析，探討壓榨浸泡法、酒精萃取法和加熱煮沸法所取得的5%、10%、20%濃度的萃取液其驅蟻功效。實驗結果：1.香草植物汁液為酸性，濃度愈高氣味愈重的汁液其驅蚊效果愈佳，但時效不長。2.採用直接噴灑法會對黑頭慌蟻造成致死，尤其是酒精萃取法20%濃度的薄荷、尤加利、羅勒、薰衣草，一小時內達到95%~100%的速效致死率。3.純精油自然揮發法：僅使用5 滴測試時間20 分鐘，24 小時後致死率竟高達85%~100%。4.稀釋塗抹法：濃度愈高，防蟻時效愈長，薄荷、薰衣草、百里香、檸檬香茅精油優於其他組。依據實驗結果製作環保產品，如乳霜、香皂、香水、貼片……等，可應用在螞蟻出沒的地方。

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。

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。

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。

最近常在報紙上看到有關汙染的問題。有空氣汙染啦!環境汙染!更有所謂的空氣汙染，在所有的汙染當中，又以環境汙染最重要環境汙染中又以河川、食物的汙染最重要。而河川食物的汙染大都用化學藥劑，這些化學藥劑黏在我們的食物上面，吃進我們的身體，會嚴重的影響我們身體健康，因此是不是有對人體無害的殺蟲呢？這個問題一直存在我的心中，困擾了很久。平常我們在家裡遇見了蚊子、蟑螂等害蟲，想要拿殺蟲劑來消滅它。卻怎麼也找不到，真急死人，有時候我們家附近的水溝中有許多孓孒，卻又不知道開如何來殺死它，因此我常常想為什麼不鹽就一種在身邊隨時可得有效而安全的殺蟲劑呢

磷酸、亞磷酸、次麟酸的特殊結構以及它們Pka的不規則性在教學演練上有其重要的一方面。然而教材對於他們並沒有足夠熱力、動力。甚或物性上的數據。本實驗針對教學上的需要，利用一班實驗室就具有的設備，欉是個酸鹼的定量滴定，並利用其鹽類水溶液的緩衝效果從事滴定和溶液PH質性質的介紹，以期對同學的學習有更進一步的助益。