化學科

(一)在飽和食鹽水溶液，及飽和蔗糖水溶液中，分別加入不同介電常數的溶劑(其介電常數小於水且能與水互溶)，探討析出食鹽晶體及蔗糖晶體質量與溶劑體積的關係。\r (二)從飽和食鹽水溶液中加入不同介電常數的分離溶劑，探討析出食鹽晶體質量與分離溶劑介電常數之關係。\r (三)以水與各種介電常數之分離溶劑配製成不同質量之混合溶液，探討對食鹽及蔗糖溶解度之影響，並進而建立其三成分系圖。\r (四)由三成份系圖，尋求分離食鹽與蔗糖混合物之最佳分離區。\r (五)利用沉澱定法驗證最佳分離區之分離效果，以資高中化學實驗之改進參考。

分析化學在工業上，扮演很重要的角色，尤其對產品品質的管制與檢驗，如果分析不確實，可能造成嚴重的傷害和損失；如去年年底彰化所發生的米糠油中毒事情，又最近假酒充斥市面，有些竟以工業酒精為原料，而使一人死亡二人失明之事情，其甲醇含量竟高達百分之廿九，因此必須找出簡便之檢驗法，以便辨認，使之不致造成不幸。因此有一種快速而且準確的分析儀器是很重要的，目前用於定量分析最普遍的儀器有氣相色層分析儀受到物質沸點的限制，即沸點太高或易受熱分解的物質，不能使用；而液相色層分析儀較耗費時間，而且這兩種儀器都是以物質之分子特性來感測，因此化合物之性質很接近，將無法分辨；而核磁共振光譜儀，是利用分子內之原子在不同環境下，有不同之磁場來感測，囚此其準確性較高，也不受沸點的限制，只要找到適當的溶劑，使之成透明溶液，即可測定，而且時問也較短，這種義器在國內尚未被廣泛應用，而只在研究機構或大學裹從事研究的先生們較常用；因此將核磁共振光譜儀應用於定量分析方面，以酒為樣本作一研究；並將假酒之鑑別，以核磁共振光譜方法及化學方法作一介紹。

草莓是外表光鮮，易壞的水果，透過「調氣包裝」(脫氧並增加二氧化碳)的方式，可以延長草莓的保存期限，本研究希望透過藥品的轉換，找出更生活化，更實用的調氣藥品，經過實驗發現，在500ml 容積中，脫氧包速率最佳的配方為：o-buster 脫氧包三包內容物(已置放於空氣中三週以上，約6.90 克)+食鹽4 克+活性碳粉2 克+水1ml；增加二氧化碳速率最快的配方為（小蘇打粉 3 克 + 檸檬酸 5 克 + 3 滴水)，以此配方放大五倍後應用於生活中的密封保鮮盒中(2500c.c.)，置於室溫下，可以延長草莓的保存期限至存放7 天後仍然保有新鮮不腐敗不發霉的成效。

每當春節前，可看到一些而人，當場寫「春聯」在賣，又有時，可看到”把「沙拉脫」倒入硯台內，和墨汁一起磨，因為感到好奇，回到家後，也用「沙拉脫」試的結果，果然不錯，磨出來的墨汁、顏色更黑亮。因此，又想到，假使再加其他物質一起磨黑，是否也能有同樣的效果產生？假使，學童的衣服沾到這些墨汁，該用什麼方怯來把它洗掉？

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。

我們蒐集了很多資料，知道電解質在電解時會影響水溶液的熱力學性質(電解質水溶液之熔點下降、沸點上升)，我們發現對電解質水溶液通電會使沸點與熔點越接近原本沒加電解質的狀態，而且還會使電解質水溶液達到沸點與熔點的時間縮短10％以上（如表一）。若在蒸乾電解質水溶液時通電，可縮短蒸乾時間並節省約10%的能量，對於節約能源有很大的幫助。這些現象可應用在海水淡化及其他工業上。

原油價格上漲，欲尋求替代能源，而生質柴油是目前一種最具潛力的能源，具有循環、再生的特性，所以研究生質柴油引起我們的興趣。實驗室以醇類與油脂酯化生成生質柴油，以加熱方式，在適當的觸媒下，運用化學形式將其轉換成生質能。為使反應完全，會添加過量低碳數醇類。使用的觸媒為強鹼，其缺點－過量催化鹼會使其轉為皂化反應；運用 TLC 片，觀察反應是否完全。也利用微波的特性－加速反應，進而生產快速及高產率的生質柴油。也用超音波製造生質柴油，並比較傳統加熱、微波超音波生產的生質柴油。為了解生質燃料及一般石化燃料的環境污染性，用空氣幫浦收集其廢氣中的二氧化氮，評估其污染性。實驗後發現，有催化鹼的甲醇溶液能生產較多生質柴油；氫氧化鉀甲醇溶液 1.4﹪ 且油與醇莫耳數比 1：9 較佳；氫氧化鈉甲醇溶液 0.8﹪ 且油與醇莫耳數比 1：5 較佳。而一般加熱以 60℃加熱 60 分鐘較適當；也運用 SD-22 柴油引擎測試出生產的生質柴油可運用於現今的柴油引擎上。所製造的生質柴油與一般柴油任何比例互溶，皆能使引擎發動。而微波能使反應時間縮短至四分鐘；而經分光光度計檢驗，顯示使用生質柴油能有效降低污染。

化學實驗課中，我們用通草球和牙籤所做的晶體堆集模型，因為容易鬆動而無法擴大，只是一兩個單位晶體拼湊，觀念仍然模糊不清，尤其是六方最密和面心立方的堆集更難由通草球和牙籤的模型中分辨清楚，即使有辦迭利用萬能糊把晶體結構擴大，由於結構的複雜，仍然令人眼花撩亂，對於老師所提到諸如單位晶體的位置，每種晶體間各層次的差異，晶體中原子的配位數以及單位晶體內的原子數等問題，甚難獲得具體的概念，因而減低了我們學習的興趣，於是我們建議老師能否將通草球著上顏色以便分層次，進而想到何不利用內裝燈泡的半透明塑膠球，不同頭色代表不同層次，固定在硬塑膠管的架構上，再配上打光閃動的效果，來辨認晶體的結構呢？如此不但能提高學生的學習興趣，而且能使晶體結構一目了然，解決一般學生對晶體堆集的模糊觀念，所以利用寒假時間，我們便在老師的指導下著手製作。

在操作理化第三冊，實驗 17 - 2 步驟 4 ，碳酸鈣與稀鹽酸、稀硫酸反應時，發現濃度低的稀鹽酸產生 CO2 速率比濃度高的稀硫酸來得快，後者往往要等一會兒才會看到 CO2 冒出。平素實驗時，我們也有這種經驗：同樣滴稀硫酸或稀鹽酸到實驗室的大理石地面上，只見稀鹽酸冒出氣泡，而稀硫酸卻無。理論上，碳酸鹽均會與氫離子發生碰撞反應，而放出 CO2，但為什麼濃度較低的稀鹽酸反而較快呢？同樣在有氧的環境下，稀鹽酸與稀硫酸都能與銅箔反應，但為何 0 . 5M 的稀鹽酸能把銅箔完全溶解掉，但 0 . 5M 的稀硫酸卻不能，只產生微量的 Cu2+，這實在值得推敲。

利用藥用雙氧水將頭髮的黑色素褪去及生活中常見的食材（例如檳榔、咖哩、茶葉……）自製染髮劑。在天然的食材中，發現以檳榔、咖哩的染髮效果最好，接著，我們更在自製的染髮劑中添加乳液、檸檬目的是使頭髮更易染色、改善染髮後的粗操髮質且方便使用。