化學科

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。

學校的飲用水有「立式」和「噴式」飲水機。本研究的水質檢驗標準是酸鹼值、雜質和總菌落數。飲用水都經過相同過濾系統所以雜質很少，在不同的機型、溫度、時間和放流下幾乎沒差異。「立式」酸鹼值高且總菌落數低；「噴式」酸鹼值集中在7.0~8.5但總菌落數高。冷熱水的酸鹼值差異不大，熱水煮沸消毒，可以降低總菌落數。較長假期和機器壞了會影響水質，需要統一放流或清空儲水槽重新加熱殺菌。酸鹼值星期一比星期五高，「立式」差距大，「噴式」都合乎標準，差異不大；早上和下午的差異不大。總菌落數星期一比星期五高，大部分早上比下午高，使用率高會降低總菌落數。冷水放流後總菌落超標情形有下降趨勢。熱水放流效果顯著，0秒到10秒減少得最明顯。

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。

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。

星期天爸爸帶我們全家到田野烤地瓜，當我們挖開泥土取出熱騰騰的地瓜，剝開皮來吃時，弟弟說：「好香！好甜！好好吃！」我聽了就好奇的問爸爸說：「為什麼地瓜未烤熟前既生澀又不好吃，但烤熟了卻這麼甜美好吃呢？」爸爸也說不出所以然來，就叫我們改天去問老師。老師告訴我說：「那是因為地瓜中的澱粉受熱轉變為糖的緣故，但我還是不太明白，就請老師指導我們做實驗看看，以進一步瞭解熱對各種澱粉分解為糖的影響。

在國中理化課本第二冊第九章我們學到了一些重要元素的性質及反應，尤其在 9 - 2 節有關鹵素的示範實驗，覺得又好奇又喜歡，它係利用四氯化碳溶劑使反應物產生各種顏色的變化來比較活性的大小。雖然動作簡單但總覺得不順手。而溴碘等之製備並無介紹，以及實驗完後混合液及餘氣應如何處理或回收並無加以指示，因此為配合政府環保政策就在老師的指導下以此作為研究的主題並加強環保之工作。

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。

本研究是在探討影響〝水電解實驗〞的各項變因（一）探討不同材質作為電極的差異性，一般的金屬片（如 Fe、Cu、Zn、Ni 等）都屬活性電極，通電電解時，可能參加反應，而不銹鋼則因它的特性耐腐蝕，非常安定，導電性好等諸多優點，很適合做電極棒。（二）一般電解質水溶液的濃度越高，導電效果越好，電流量越大。0.75M 的氫氧化鈉是水電解實驗時最佳的電解液。但稀硫酸、氫氧化鈉二種電解液的濃度超過 0.75M 後，溶液的導電效果變差，電流量反轉下降。（三）一般而言，電極棒越粗越長，因接觸面積大，電流量會較大，氫氧生成量也會較多。電極間距越小，電流量越大。（四）電解液溫度越高，電流量越大，氫氧生成量也越多。在 25℃常溫下， H2/O2的比值最接近 2，最適合做為電解溶液的溫度。（五）電解質水溶液電解前後，正負極的 PH 值會改變，正極會減少，負極會增加。（六）針對傳統電解裝置的缺點，製作出改良式的電解裝置，使在操作上更方便，更精確，收集氣體也更安全。

本研究針對銨明礬結晶進行討論，並探究最佳的銨明礬結晶條件。先嘗試使用不同的懸吊線來吊晶種，再加入糖、鹽、酸、鹼探究銨明礬結晶品質，之後採用不同的降溫方式觀察銨明礬的結晶成效。實驗發現銨明礬水溶液加入適量的氫氧化鈉，一開始會觀察到水溶液有混濁的現象，但過了一至二天後會出現晶型完整且透度極高的優質結晶。溫度也會影響銨明礬的結晶品質，60℃飽和水溶液緩慢冷卻會得到品質良好的銨明礬結晶。同時，我們利用自製的簡易光照盒觀察結晶的品質。

在討論化學動力論時有許多極為抽象的觀念；如低限能、活化能、活化複體、催化劑、有效碰撞…… 等，實不易了解。若能有一具體模型來顯示這狀態，便能使我們不言而論的窺知其間奧妙。於是我們在老師的指導下製作了這套多種用途的模型。