化學科

市售可重複使用的熱敷包是由過飽和醋酸鈉水溶液製成，為什麼平常不會結晶，只有扳動金屬片時才會迅速結晶而放熱？一般書籍均以為金屬片上粗糙的凹痕可做為晶種(1-2)。也有人認為是以金屬片發生的聲響引發結晶（3）。根據我們的研究，求出醋酸鈉溶液在過飽和度0～0.9 之間是半穩定狀態。同時排除聲響、振動、凹痕作為晶種等猜測，證明是由凹痕中彈出晶種引發結晶，而且我們發現長尾夾可以取代金屬片引發結晶，使自製熱敷包變的更容易。我們也證實醋酸鈉晶體的水合物不只三水合物一種。

星期天早上，媽媽把賴床的我叫醒，並打了一杯蘋果汁給我喝，然後就出門了。 我果汁才喝了幾口，電話響了，我趕緊跑去接電話，原來是建良約我去學校打球，於是我便拿著籃球出門去囉！ 等到中午回家，想起早上未喝完的果汁，可是找了很久找不到，只見桌上一杯暗褐色很噁心的東西，我想八成是弟弟把我的果汁偷喝掉了，還故意放一杯假的蘋果汁在桌上。 於是我很生氣地去向媽媽告狀，媽媽說：「你的果汁在桌上沒人偷喝呀！」 原來我的蘋果汁已經變色了。 我問媽媽為什麼果汁會變色呢？ 媽媽說那是因為蘋果中含有鐵質的關係。 我越想越好奇，真的是這樣嗎？ 那還有哪些水果也會變色呢？有什麼方法可以保持它的色澤和新鮮度呢？ 星期一到了學校我這好奇寶寶馬上去找老師解答我心中的疑問。 老師聽了笑笑說，既然你想知道答案，那就找幾位同學，蒐集各類資料，我們一起來研究吧！於是在老師的指導之下，我們展開一連串的研究。

上理化課實驗 14-1 製作電池時，發現燒杯中的電解液常被翻倒，弄得實驗桌上都是化學藥品；當時我想：如果電解液能由液態變成固態就好了！跟同學逛街時，發現路邊常常有人在賣果凍蠟燭，當時靈機一動：如果能夠將課本上的伏打電池改成果凍電池那該有多好呀！三年級學過：將不同活性大小的金屬以電解質隔開，則會產生電流。因此，隨手可得的鋁罐、鐵罐再回收利用，既環保又可創造能源的想法引起我們研究如何改良電池的興趣。在我們創造銅─鋁電池的過程中，注意到了前人從來沒有注意到的電極反應問題、反應生成物的檢驗方法、內電阻的計算方法、果凍電池、創意電池等，真可謂站在前人的巨大肩膀上。

在新教材化學課本第六章中，專章討論化學動力學。課本所述，多為純理論，我們想在實驗室中，利用實驗以了解反應速率，探討速率常數的變因。因課本所述，幾乎為無機反應，我們對動力學的認識，是否適於有機反應？ 高中化學東華本第十七章與新教材第十三章有機化學，提到鹵烷水解可為一次或兩次反應。我們希望利用鹵烷水解這一有機反應，設計實驗，以求徹底了解鹵烷水解反應，並期使對化學動力學有一完整的觀念。

近年來，常流行一些整人的玩具，像是「吹不熄蠟燭」，在前些時候即被拿來在生日會上整人，無論壽星怎麼吹都吹不熄，「吹不熄蠟燭」的成分是什麼呢？到底是什麼因素造成蠟燭吹不熄呢？我們想做進一步的研究與探討。

本實驗提供一個使傳統藍染工藝復活的契機，希望從減少時間成本、珍惜染料資源、減少操作複雜度、根絕水污染及減少臭味等方面提供改善方案。從結果可看出得知鉑黑分子篩可無窮重複使用，在反應過程中無其他副產物出現，並且可在常溫中進行，相對於化學還原法尚會生成硼酸鹽類，雖然硼酸鹽污染性低，但硼氫化鈉反應性高，在水中除還原染料外，尚會自行分解，故從環保、安全及經濟方向思考，鉑黑分子篩確實是讓藍染工藝復活的不二選擇。本實驗發現分子篩催化還原法，其反應以速率定律式來看為零級，如此可使控制及管理更為方便，可在反應之初，就可正確預估何時必須加入反應物劑。未來希望尋找更多具同樣性質的還原劑，及不同植物染料，使其不僅符合經濟效益，更可結合傳統與現代，使傳統具有新的生命。

最近我們常從商店裡買回來的食品類或藥品類等，在家把包裝盒、鐵罐打開即可發現果面還放著一、二包的乾燥劑，而這些乾燥劑人都是一粒粒藍色或紅色的，有時候還可右到白色的顆粒或粉末狀。除了這些常見的以外遠有沒有其他的呢？而這些乾燥劑是怎樣保持物質的乾燥呢？我們為了徹底了解它，便做了下列的研究。

記得高一時，基礎理化實驗手冊(上)中，有光敏靈和氰光棒發光現象的實驗，這種神奇的化學致光反應，深深地打動了我們的心，更激發了我們課餘研究的興趣。

自然課時各組都是利用胡蘿蔔加雙氧水來製造氧氣，但每組產生的氧氣量卻有差別，引發我們的研究動機。本實驗先探討胡蘿蔔中的酵素分布與催化雙氧水分解速率的關係，再進一步討論溫度、酸鹼性及鹽類離子對胡蘿蔔酵素的影響，最後討論保存環境因子及時間對胡蘿蔔酵素的影響。結果發現：胡蘿蔔生長激素較多的部位，催化雙氧水的速率越快；胡蘿蔔酵素在45 ℃能發揮最大的催化功效，65 ℃後活性會被破壞殆盡；鹼對胡蘿蔔酵素的影響較小；酸的種類不影響催化作用，但胡蘿蔔酵素的催化作用隨pH值越小，催化速率越慢，在pH 3時無法產生催化作用；鎂離子和鈉離子會使胡蘿蔔酵素的催化作用比較好；放置在空氣中45~60分鐘，酵素會被活化；保存在0 ℃以下的環境中不會破壞胡蘿蔔的酵素，解凍後反而會提高催化的速度。

蝦蟹殼主要由幾丁質、蛋白質、礦物質三種成分組合而成，重量大約各佔三分之一，本實驗以蝦蟹殼為原料，經由洗淨、乾燥、磨碎之後，再以強酸強鹼處理，分離出幾丁質，幾丁質再經高濃度強鹼反應，製得幾丁聚醣，由於幾丁聚醣可溶於弱酸，因此其應用性較為廣泛。實驗中將幾丁聚醣溶於醋酸溶液，並使用培養皿為模具，製作幾丁聚醣薄膜，探討幾丁聚醣薄膜對於不同濃度及不同pH值的磷酸鹽類的吸附情形，以及單片幾丁聚醣薄膜對於磷酸鹽類的最大吸收量，最後再以真實水體進行測試。實驗的證明可以得知幾丁聚醣薄膜在pH=5.5的環境下對於磷酸鹽的吸附有顯著的效果，約可以吸附0.154mg P /0.2g幾丁聚醣(單片)，有助於水質優養化的改善！