化學科

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。

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。

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。

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。

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。

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。

每當星期假日，爸媽常常帶我們到郊外去玩，有時候看見美麗的花，忍不住想摘下來聞一聞。但是媽媽總是告誡我：「小心！有些植物為了保護自己，在某些部份會『有毒 』 喔！」 隔天，媽媽告訴我關於有毒植物的小常識，引起我對有毒植物的興趣，所以我就和一些對有興趣參與這個實驗的同學開始著手研究有毒植物！經過討論後，我們決定以馬纓丹作為實驗的主角。

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。

在警局學習指紋鑑定中了解，要從線索裡找出犯罪的指紋是艱辛的，所以本次實驗就五種檢測法配合染色，了解不同材質的狀況，加上警局最常用的寧海德林試劑做最佳化研究，實驗發現如下： 不同材料適合的方法 1、吸水性材料指紋顯像最適方法為寧海德林法。 2、非吸水性材料指紋顯像以龍膽紫法、粉末法及氰丙烯酸酯法最適合。 寧海德林試劑最佳化 1、指紋浸泡寧海德林試劑約兩分鐘效果最理想。 2、指紋樣本以60℃烘30分鐘，顯像最佳。 3、酸會破壞指紋，鹼會溶化一部分指紋，在pH=6時寧海德林顯像最佳。 4、配置原始寧海德林試劑需六次萃取，可以發現在四次以內效果仍佳。 5、發現濃度在原始寧海德林試劑的60%仍有不錯表現，可以依此做改良。