化學科

最近又在流行感冒了，媽媽說多吃vit.c片可以預防感冒。我在書上知道疏果中也含有大量的vit.c，只是vit.c既怕高溫又怕空氣; 很容易氧化。但是記得有一次姐姐說過，自然課時老師教過他們用生的紅蘿蔔製造氧氣，還可以讓線香燒起來。我覺得很奇怪:平常我們為了怕vit.c被高溫破壞，所以吃生菜沙拉。但是生的紅蘿蔔卻會產生大量的氧氣，那麼是不是會因為氧氣而破壞vit.c呢?如果會破壞的話，有沒有辦法解決呢?我們是不是可以吃到生菜沙拉，但又不會破壞vit.c呢?所以我和幾個同學決定研究看看。

寒假裡有一天，哥哥正在畫圖，媽媽叫我端一杯果汁給他暍，哥哥一抬手，正要接的時候，不小心碰到杯子，把果汁濺得滿紙。難然我們趕快用衛生紙擦，可是還是濕濕的不能畫。突然我看到屋角那個正在發出陣陣熱氣的電暖爐，心想：何不拿去烤一烤呢？就跟哥哥說了。可是誰知道這一烤，怪事出現了，那張紙上竟出現東一塊、西一塊的黃褐色來，而且恰好都是剛才濺到果汁的”這是什麼原因呢？我們覺得很奇怪，便產生了研究的興趣，於是在老師的指導下做了下面的各項實驗。

鋅銅電池「細水長流」的放電方式，一直是實驗中令人詬病、疑惑的地方，也是我們最想去改善的狀況。在這個研究中，我們嘗試尋找各種可能影響鋅銅電池放電效率的變因並建立最佳的實驗控制條件，好讓鋅銅電池的放電效率得以改善。經過一連串的實驗，我們歸納出一個很重要的結論：「水溶液的導電程度，特別是跨接鹽橋的狀況是影響鋅銅電池放電效率的最重要因素」。而在研究中，包括使用「多重鹽橋」、「跨接銅片」、以及「提高鹽橋溶液濃度」等做法，都對鋅銅電池的放電電流產生了最明顯的改善效果。不過，必須一提的是：硫酸銅溶液顏色的消褪，仍然是相當緩慢的反應，有待我們繼續努力去研究！

國中化學第二冊第七章實驗7-3.2 是氯化氫的合成實驗，教師示範時頗為費時，因為利用本生燈對著石英管加熱，欲使管內螺狀鉑絲呈紅熱狀態，必須石英管先達高溫又由於燈焰的幅射，不但使鉑絲附近相當長的石英管也都很高，同時附近銜接之厚橡皮管接頭也發生熔融現象，非但耗費熱量，浪費時間，也產生不少弊端，所以引起我們改進此實驗的動機。

那天，媽媽要我在鯉魚湯中放一些太白粉以便芶芡，我舀了一匙太白粉直接往湯中放下去，說時遲，那時快，入湯的太白粉立刻凝結成塊，怎麼弄也無法使其均勻地溶解開來。後來媽媽告訴我，應該先將太白粉溶在冷水中，再倒進鍋裡，這樣就不會凝結成塊了。我照方法做了一次，果然成功。我對於太白粉勾芡的事情感到好奇，於是就是利用上課時請教老師。老師告訴我澱粉質的東西在熱溫度中澱粉粒會分解成糊狀，像太白粉等食用粉便是良好的勾芡材料。老師知道我對這方面的問題很感興趣，便建議我動手做做實驗，比較一下一般常見的食用粉的遇熱反應，於是我便在老師的鼓勵和指導下，邀了數位同學一同來做這個有趣的實驗。

本組改良第50屆國中組化學科「愈熱愈涼快」的實驗。除了沿用電解池的導電性會隨著溫度的改變的原理外，有以下改良： 1.電壓由15伏特提升至110伏特，以應用於一般電器使用。 2.將直流電改為交流電，並以銅棒對硫酸銅溶液通電，溶液濃度與電極因此皆不會減少，能長期使用。 3.利用溫度改變能使氣體熱漲冷縮的特性，製作氣體溫控升降儀，加大溫控效能，並達到自動化斷電目標。 4.最後，同時串聯四台風扇，以模擬教室環境用電，增加實用性與發展可能。

在科學上，為便於解釋一個”未知”的，或是” 感官不能察覺”的現象，科學家們常常使用一個巳知而易於觀察的系統來幫助我們瞭解未知的現象。這已知的系統便稱為是這未知現讓的“模型 ”(model) 。也可以說是利用一“巨視的”(ma- croscopic)來代表眼不能見的”微視的”(micr- oscopic ）現象。若此二者的“行為”非常接近，則可算是很成功的模型。但是我們都知道，沒有任何一個模型可和它所代表的現象完全相同，只要能幫助我們解釋現象就達到目的了。平日教學時，發現一般學生對“動平衡”的現象多不易明白，諸如化學平衡、飽和蒸氣壓、飽和溶液等等。為了加強教學效果，作者等數位教師便研究設計出一套模型，用以解釋“動平衡”的現象。當然模型不能完全代表它所要解釋的現象，因此仍有它的限制和困難。

在一個晴朗的下午，爸爸從美國出差回來，帶回了一包“粉”，這包“粉”若調成飽和度溶液，再放入石頭，就會結出漂亮但很小的結晶。好奇心驅使之，我把結晶帶給老師看，老師鼓勵我們看能不能找出其他物質也能結出漂亮的晶體。於是，我們成立研究小組，展開一連串的研究實驗。

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。

知識是經驗的累積，經驗則有賴於知識的沖激，兩者相生相成，相互為用，乃右所謂「知識爆發」時代的降臨。英哲羅素曾經喟嘆，今日人類擁有太多的「知識」，但是卻缺乏「智慧」，「智慧」的開啟與孕育，必須各階段的教育以及各種範疇的教育密切配合，在科學教育方面，特別著重於科學精神的培養以及科學方法的訓練，如果對於從科學教科書上求得的知識囫圇吞棗，不求共解，或光會背誦書文內容，而不能學習科學方法，鍛鍊自己解決問題的能力，則不是我們求知的本意，更談不上「智慧」的增進。