化學科

本研究探討砂糖及食鹽分別在水中(單溶質溶液)及混合在水中(雙溶質溶液)的多種性質探討。研究結果我們觀察到食鹽在飽和砂糖水溶液的溶解量會比單純在水中的溶解量小很多，但砂糖在飽和食鹽水溶液的溶解量反而會比單純在水中的溶解量大，我們以不同溶解機制來解釋；砂糖及食鹽晶體中的水分含量很少，對溶液的溶解度影響不大；密度、沸點、折射率隨溶液濃度增加而增加，比熱、凝固點隨溶液濃度增加而減少。

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。

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。

加入校內科學研習社後，和學長們討論去年參加全國科展的內容─關於第一部分碘液和葡萄糖的氧化還原，顏色消失已充分明瞭。但有關於第二部分碘─澱粉藍色複合物受熱顏色消失，冷卻可恢復的問題，大家仍有許多疑問，評審教授以認為她們以T3-→T -來討論顏色消失有誤。我們深信，只要先有不同假設，再改變各種控制變因或操縱變因，一定可探討碘─澱粉呈色反應之癥結所在，同時我們改以定量方法，再加以研究。

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。

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。

藍瓶實驗是國中探討氧化還原章節時常用來演示的實驗，將氫氧化鈉和葡萄糖溶進水中，滴入一滴亞甲藍液，放置一段時間，溶液便會從藍色變成澄清，如果搖晃數次，溶液又會變回澄清。一次偶然的機會，我們忘了加亞甲藍液，意外發現還原醣在鹼性溶液中會從透明依序變成黃色、橙色、紅色，甚至棕色。於是我們將以上兩實驗結合，試圖找出變色原因。結果顯示反應速率跟反應物中糖、鹼的濃度與温度有正向的趨勢關係；不同陽離子的鹼亦對反應速率產生影響。另各種糖的β態存在比例愈大者反應速率越大，且反應的溶劑系統極性大小亦會影響醣的β態存在比例而使速率產生差異。再者不再反應的藍瓶可以利用加酸再加鹼重生。我們更進而設計了一個利用氫氧化鈉檢測還原醣的方法來取代本氏液，不但不會對環境造成污染、時間快速、檢測濃度又比本氏液低且價錢也非常便宜。

本研究在電解槽中額外放入中央碳片進行硫酸銅水溶液電解，發現文獻中沒有探究到的自發性感應電極現象，且可提高金屬的回收量高達對照組的五倍(耗能僅需對照組的14%)，其主要發現如下：（1）中央碳片會出現自發性感應電極(偽正極和偽負極)；偽正極產生氧氣、偽負極則會析出金屬銅。（2）若改變中央碳片的排列方式，會影響銅金屬總體析出量。以平行排列的析出效果優於垂直排列。（3）試圖建立中央碳片之串聯與並聯的理論類比，可初步成功解釋析出量與效率的差異。（4）若電解槽中央擺置碳片，最高可讓每克銅析出的能量降至原來的14%（同樣耗能下，析出量最高可提高五倍），建議可應用到金屬廢水的回收設計上，達到低耗能高回收的效果。

本研究旨在探討海藻酸鈉、澱粉及兩者混和成膜的特性，並討論上述薄膜添加氯化鈣進行交聯後對薄膜特性的影響及應用，希望將薄膜進一步應用在生活中。研究發現支鏈澱粉含量多所組成的薄膜，黏性高、易破、厚度最薄；添加澱粉量愈多的薄膜愈硬脆，若提高海藻酸鈉濃度可使膜較為平整柔軟；與氯化鈣交聯成膜則會使薄膜厚度增加、面積縮小；添加澱粉的海藻酸鈣薄膜吸水率提高，3%糯米粉乾粉混合膜的吸水率達99%最高，薄膜乾燥前期的含水率下降速率較快，將此薄膜重複吸水，第一次吸水量最高，之後的吸水量減低且往復吸水、乾燥的速率提高，將薄膜添加水晶寶寶可使吸水量增加製成吸水墊，以期取代目前生鮮食材用的PE淋膜不織布吸水紙，將能更具環保價值。

我們運用生活中容易取得的一元硬幣和鋁箔紙(例如:奶粉罐中的鋁箔紙)分別當作電池的正負極。兩極之間隔著紗布手帕（鄰居提供，原本是用來幫嬰兒洗澡或擦拭，目前準備當抹布或回收），其中手帕吸附著麥當勞蕃茄醬汁(不新鮮的也可以)，於是製造出既環保又容易串聯(堆疊即可)的簡易電池，並可點亮節能又省電的LED 燈。另外，我們將十顆環保電池疊在一起（即串聯），再連接一顆七彩LED 燈，然後置入牛年花燈中。看著美麗的花燈不停的閃爍，心中的成就感不禁油然而生！