化學科

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。

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。

學校及工業的硫酸銅廢液處理已有多種方法，然而我們研究出全新的方法，利用大理石吸附並去除水中的銅離子，不但可以使硫酸銅廢液達到放流標準，且可以回收硫酸銅晶體。我們加入氨水使溶液呈深藍色，再用分光光度計測波長590nm的吸收度，發現大理石對各種銅鹽均可吸附而表面呈藍綠色，大理石質量越大、顆粒越小則飽和吸附量越大，初始pH值不影響飽和吸附量，低溫時，吸附速率及飽和吸附量均下降。我們證明大理石吸附硫酸銅為化學吸附作用，表面藍綠色附著物為鹼式碳酸銅。我們又發現無灰粉筆也可以吸附銅離子，所以廢棄粉筆有了新用途。最後我們把已吸附銅離子的藍綠色大理石，利用硫酸洗出銅離子，經由再結晶得到硫酸銅晶體，回收率達91％以上。

有一天看自然科學雜誌，發現和我們生活最密切的水有軟水和硬水的區別，對這冬稱感到很陌生，不大了解其意，於是到校請教老師，老師說：「當我們洗衣服時加肥皂粉後容易產生泡沫的水是軟水，硬水是小容易產生泡沫，而且不適合洗衣的水。我們收集各種的水做實驗以辨認那些是軟水那些是硬水，進而探討水的特性。」於是我們收集各種的水和器材做以下各項實驗。

我家菜園種了許多紅鳳菜，因此我最喜歡吃紅鳳菜。紫紅色的湯顏色美麗，味道更好。一天，媽媽又煮紅鳳菜了，正當全家人吃得津津有味的時候；一向頑皮的妹妹不小心竟把桌上的白醋弄翻了，白醋流進了紅鳳菜盤裹。唉！多可惜！一盤美味可口的紅鳳菜竟這樣報銷了。正當我悶悶不樂的時候，我忽然發現原本紫紅色的菜湯，竟然變成紅色，多奇妙呀！記得老師常跟我們說：「一個學生要能運用頭腦、多想、多實驗才是好學生。」於是我把這個奇妙的問題請教老師。老師說：「除了紅鳳菜會變色外，還有沒有其他的問題？」這時張同學說：「我家種了川七，川七水也是紫紅色，川七水也會發色嗎？」為了想知道這二個答案，我們全班同學在老師的指導下，展開了以下二項實驗。

本研究探討蘋果是否含有螢光物質，進而自製暗箱觀測螢光強度，並找出萃取螢光物質的最佳條件及影響螢光強度的外在因素。最後發現，蘋果含有天然的螢光物質，必須用紫外光燈源照射，才能放出黃綠色螢光。在實驗過程中氧化及陽光照射都會破壞蘋果中的螢光物質。而萃取蘋果螢光物質的最佳條件──將蘋果不去皮，磨成泥(200ml)，加入沙拉油(50ml)並用酒精燈加熱10 分鐘（不停的攪拌），之後靜置一天。.蘋果泥添加酸性的醋酸水溶液及浸泡在飽和食鹽水中，都不影響螢光強度。但添加鹼性的小蘇打水溶液，則會造成螢光強度減弱。最後利用蘋果螢光彩繪圖案，更增添天然螢光的趣味性。

課餘閱讀科學叢書，上面寫著：泡一杯水溶液，然後放入一根棉線，不久就有晶體附著在棉線上。我覺得很有趣，也泡了－杯糖水試試看，結果老半天卻未見晶體附著，因此引了我們探討的興趣。

酵素性色變是蔬果常見的現象，我們用了其中最具代表性的例子－蘋果，又因為蘋果汁的應用範圍較廣，我們遂就蘋果汁的褐變與各種環境因子及食品添加物中的關係作一系列的討論。結果發現有效的調控pH值、溫度、接觸氣體及添加適當的還原劑都能有效的防止或減緩其褐變，而導致其褐變的主因「多酚氧化酵素」更有其特殊的化性。已褐變及未褐變的蘋果汁的化學性質也大不相同。

照相是我們日常生活常有的活動，由一張照片的完成過程來考慮，可以分為照相操作及照相後的處理。前者為攝影，後者為照相處理。雖然大家部會攝影拍照，但照相處理的化學變化卻鮮為大家所注意。譬如：底片為什麼是黑的呢？在新教材基礎理化告訴我們黑白照相術是以金屬鹵化物之光化學反應為基礎。硫代硫酸鈉與鹵化銀作用，生成可溶性之化合物，照相術上用為定影劑，因此我們想要揭開底片是黑色的謎底，所以自行設計此實驗，來研究照相處理主要的化學變化。

磁性粒子可吸附水溶液中微小顆粒，再以外加磁場將之與水溶液分離，本實驗中的磁性顆粒(Fe3O4)先以矽酸鈉對其表面包覆，以保護磁性顆粒而避免其在水溶液中受到酸鹼的腐蝕，再利用胺基修飾合成具胺基的磁性吸附粒子，用此胺基磁性粒子對水溶液中的Cu2+，陽離子染料(亞甲藍)、陰離子染料(RB5) 進行吸附實驗，發現在pH值約為7時，對Cu2+有很好的吸附效果；pH值約為6時，可以大量移除水中的陰離子染料(RB5)，但由於胺基在水中會形成NH3+，故不易吸附陽離子染料(亞甲藍)；吸附過Cu2+的胺基磁性粒子，可在酸性溶液中將Cu2+脫附，再重複利用，在鹼性溶液中，RB5也可從胺基磁性粒子上脫附，但效果不如Cu2+。