化學科

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。

過錳酸鉀是一個常見的氧化劑，它具有很好的氧化力，在實驗室中最常見的就是利用過錳酸鉀來檢驗草酸、乙醇或雙氧水含量。 我們在檢測乙醇的含量時，發現滴定過程中會產生二氧化錳的沉澱。過錳酸鉀氧化力隨硫酸濃度上升而增加，氧化力也隨pH值下降而變強。在乙醇過量時，以本氏液及斐林試劑檢測，發現有乙醛的存在。

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。

(一)冰糖的性質之探討！ (二)溫度會影響冰糖的製造嗎？ (三)糖的濃度會影響冰糖的結晶嗎？ (四)冷卻的方法會影響冰糖的製造嗎？ (五)容器大小、深淺、質料與冰糖結晶有關嗎？ (六)怎樣製造較大顆粒的冰糖？ (七)不同質料的線會影響冰糖的結晶嗎？ (八)棉線的數量會影響冰糖的結晶嗎？ (九)各種糖都能製成冰糖嗎？

油膜實驗是在化學課本第一冊第 89 頁的實驗 6-2 即是依據表面張力原理，利用硬脂酸的石油釀浴液，求取硬脂酸的粒子（分子）的大約直徑，在實驗的進行前後，同學們從出了很多類似的問題和疑點，諸如水深的問題、滑石粉薄膜問題、硬脂酸的擴展面積無法計算問題等等，這些在課入與老師的參考資料中，均無交代，因而引起了同學們探討的興趣與研究動機。

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。

我們進行理化實驗時，發現在雙氧水中加入二氧化錳將快速分解產生氧氣，且能以排水集氣法收集氧氣；但需要添加多少的二氧化錳和雙氧水才恰當？除了二氧化錳外是否有其他的催化劑呢？到底影響雙氧水分解因素有哪些呢？這些疑問促使我們想要更一步設計實驗研究，並設計製作簡易優良的雙氧水反應器，以節省藥品用量，且有效的進行燃燒實驗，符合實驗環保化的要求！

我們曾依國中化學課本第十三章「把濾紙放在載玻片上」，以0.05M 之稀硫酸溶液滴在濾紙上，使它與載片黏接，再將兩條導線上的鋼夾”分別夾住載片和濾紙之兩端”並將兩極分別接上電池組兩極，最後在濾紙中央放一小粒過錳醉鉀晶體 10 分鐘後，便可觀察到紫色的MnO4的游動，然而我們完全照著書中的方法進行實驗，根本看不見紫紅色的MnO4的游動。因此為了探究原因及希望更明顯的看到MnO4儀的游動，我們進行了以下的實驗。

快過年了，街上的花店，正展售著各種美麗的鮮花。一天，看見一種花，長長的莖上，開著朵朵豔麗的紅花，隔天，我們問老師，這種花的名字「那叫劍蘭」，我想，名字真好聽。接著，我們又問了老師一些有關於劍蘭的問題，老師一一的回答我們。最後老師笑著說：「既然你們對劍蘭那麼有興趣，何不研究看看哪？」於是我們利用假期，做了一系列有趣的實驗。

本實驗以帶狀雷射光束通過溶液水體，形成一面放射狀光牆，溶液能讓雷射光產生散射，表示有明顯的廷得耳效應，亦證實本實驗溶液為顆粒頗大的膠體溶液。加上雷射光通過膠態粒子產生繞射，可以明顯看到光點粒子。 膠體粒子於一連續相中受到外界所施加的電位、溫度、或溶質濃度梯度的驅動，所產生之輸送行為，稱為泳動。本實驗將氯化鈉固體溶質溶於水，未經攪拌，水體內部呈現濃度梯度差，產生溶質運動的驅動力，造成膠體泳動時，有明顯光點顆粒沿著與濃度梯度垂直方向上升。 藉由錄影到的氯化鈉光點顆粒運動路徑，追蹤特定光點顆粒移動情形，根據觀察到不同光點粒子的運動模式，除了有向上移動之外還有橫式旋轉與直立式旋轉運動情形。測量固定距離各顆粒泳動所需時間，並計算光點泳動速度。不同橫式旋轉與直立式旋轉速度比，以及影像圖片資料，推斷氯化鈉運動粒子的結構型狀。 改變水的溫度，從低溫10℃時，顆粒緩慢垂直上升，逐漸增加溫度，光點顆粒明顯加快上升移動速度，且加快速溶解、沉降的畫面，驗證了自然課本的化學正逆反應速率的情況。溫度越高粒子能量越大，運動速度越快，正逆反應速率也越快。