化學科

在家裡溫習功課時，偶而陣陣微風飄來撲鼻的惡臭，使我感到非常的驚訝。搬來這新建的公寓只不過一、二個月而已，一切都是新的，怎麼水溝這麼快就發臭了，于是我去請教老師。老師說：「這是細菌的傑作，妳若有興趣可邀幾位同學利用實驗方式求得更進一步的答案。」

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。

本實驗是利用高中化學課本所學之知識，探討養生全豆奶(使用催芽的黃豆)和一般豆漿(使用未發芽的黃豆)之化學成分有何差異，根據我們的推測，養生全豆奶之中的養分應經過酵素的分解，組成的化學分子比普通豆漿為小，而我們剛好可以用從課本上學過的種種原理，如依數性值、蛋白質測定、澱粉及葡萄糖的測定來證實這日常生活中的食品，並驗證我們的觀點來研究養生全豆奶真的養生。我們使用以前學過的澱粉和葡萄糖的測定，發現澱粉的確有被分解成葡萄糖的趨勢，但我們猜想不只有澱粉轉變成葡萄糖而已，一定還有其他物質被分解，後來在課本上學到有關蛋白質的測定，果然也被分解成小分子了。後來又網頁上看到有關食物酸鹼性和導電度的報導，有研究說有些味覺為酸性的食物到了人體內消化後竟然變成了鹼性，而這種食物據是所謂的健康食品。我們就開始証驗養生全豆奶是否為健康食品。我們設計了實驗，用酒精燈燃燒豆子來模擬人體消化的模式（因為都是氧化分解的作用），結果不但證實了養生全豆奶不但是健康食品，且從導電度的測定實驗中，發現了養生全豆奶還可以提供了許多的礦物質，有益於身體。另外經凝固點下降測定，探討未發芽及不同發芽程度黃豆所做的豆漿，根據凝固點的依數性質，推論得知其其分子數有增多的趨勢，因此其大分子也就可能分解為小分子。我們推測小分子在人體中，可以較大分子吸收容易，對一些腸胃不好的人來說，的確較有益健康。在消化後的養生全豆奶較普通豆奶為鹼，而人體的血液必須略為鹼性，太酸或太鹼都不適當，因此有助於為持身體酸鹼度，加上更多的礦物質，對身體也較多的益處。經過如此的實驗，養生全豆奶真的名副其實。

夏天天氣炎熱，爸爸最喜歡喝沙士解渴了，有一次他在沙士中加鹽，說什麼可以消暑、解渴、降火氣，沒想到他一加入鹽，卻有一大堆的氣泡冒出來，為什麼沙士加入鹽會大量冒泡泡呢？那是泡泡又是什麼呢？哪些因素又會影響沙士冒泡呢？… 一連串的問題，引起了我們研究的興趣，便利用課餘時間開始了我們的實驗。以便了解這些小泡泡的離 〝 家 〞 出走的原因。

現行高級中學自然組採用之化學讓本一CHEM-Study Chemistry-An Experimental Science 。對於第七章氣體分子中之鍵結，其中有關化學鍵強度、離子性、電偶極性等性質之討論，皆尚沿游離能和電子親和力為基準導至許多問題不能圓滿解釋，雖然仿間參考書籍內含負電性之簡介，但仍不能給予高中學生研習化學之指引，作者謹此特以介紹有關負電性鍵能內容，願能增進學生之求真路徑。

台灣年均溫為23.6℃，溼度約75%，非常適合蚊子繁殖。本組期望採用廢棄的柑橘類果皮，及容易栽種的辛香類植物，在家中能自行調配安全無毒的防蚊液。在以冷壓法所得的大蒜、洋蔥、橘子、柳丁、柚子精油中，我們發現將柚子精油80%與混合溶劑20%(嬰兒油與甜杏仁油3：1)調配，其對白線斑蚊的忌避率為68~92％，高於市售的天然防蚊液60~81％。也優於市售防蚊液中所常見的茶樹精油與香茅精油(自製精油忌避率高於兩者28~34％)。由所蒐集的資料可以發現柚子精油含高含量的檸檬烯(環狀萜烯類)，其分子結構的穩定性勝於天然防蚊液的成分(多為鏈狀萜烯類)。若能將屬於農業廢棄物的柚子果皮(其餘柑橘類果皮精油也有不錯的驅蚊效果)再製成精油，可使廢棄物得到更有效的再利用。

從上國中二年級開始，最喜歡的課程就是化學了。每次做實驗總是被各種奇異的化學現象深深吸引住，腦中不斷地想著為什麼這樣，為什麼那樣，心中也不停的尋找合理的解釋。雖然常常疑惑叢生，不知其所以然。但是最後經過老師的整理和解釋，都能茅塞頓開，了然於胸。由於從“做中學”每次實驗都能留下深刻的印象！化學第一冊第六章開始，我們學習到利用亞佛加厥學說，來求各種氣體的分子量。但是課本上所設計的 6-3 實驗，其步驟和計算方法（註 1. ）卻使我們加入五里霧中，始終搞不清楚？為什麼：（充滿二氧化碳的塑膠袋重）減去 ( 塑膠袋的重），不等於二氧化碳的重？為什麼還要加上（空氣的密度乘上塑膠袋充滿氣體的體積）所求出的重，才是真正二氧化碳的重量呢？雖然這些問題到了二年級下學期，開始學到阿基米得的浮力原理時，便都能迎刃而解。但是當時尚無此觀念，任憑老師說破了嘴，大家依然迷迷糊糊。現在二年級的學弟們馬上又要學到亞佛加厥學說了。為了讓他們不再重蹈“疑陣”，我們幾個實驗室的工讀生，便興起研究一種可以讓學弟們容易接受的分子量求法，以及擺脫浮力對我們所產生的困擾。6-3 的實驗，還談到實驗所用的氧氣、二氧化碳，必須使用鋼筒裝的。一般鄉下地區，根本買不到。況且學校也沒有這種經費。我們既然已經學過氧氣、氫氣、二氧化碳、氯化氫 · · · … … 等多種氣體的實驗室裝備方法，何不先收集一些氣體，讓學弟們可以順利的進行，方便而不昂貴的實驗。然而自行收集的氣體會不會比鋼筒裝的氣體，產生較大的誤差和不便？能不能克服呢？再者，課本只做氧氣和二氧化碳的比較，能不能多做幾種？讓同學對亞佛加厥的學說能更加認識和了解。6-3 實驗的後面曉卜個“空氣的密度表”（註 Z ）裹面的密度資料是怎樣跑出來的？以我們現有的知識設備，有沒有自己可以算出來的方怯？以期更適合我們四週環境的壓力和溫度。以上種種的原因，使我們對一個原本平淡的小實驗，引起了無窮的興趣和迫不及待想著手探討的衝動！

據調查在國中化學中，最少做的實驗就是「氯化氫的合成」，難然器材不易齊備是一部分因素，但最主要的原因是它有爆炸的危險，使師生們望而卻步，因此刪除此實驗之議，在各地教學研習討論會中，反映得十分激烈！歷屆科展曾有兩件作品對本實驗作了改良，其中一件是需要改變一小部分實驗裝置：將石英管改為焊接了鉑絲的「派來克斯」玻璃管，嚴格說來，此改良並無甚大意義，卻徒使器材的準備（反應管需自製）更加困難，而其坡大缺點是未涉及爆炸的預防。另一件作品改用「置換法」製造氯化氫，實驗手續及換算過程繁雜費時，而且置換反應成功率不高，但其最大缺點是與課本的教學目的（由「合成法」求氯化氫的化學式）不符。為了提高教本的信度，符他妣一單元教學目標，我們乃不揣淺陋，針對以上因素和缺失，用心加以研究改良，僅將研究經過及個人淺見臚陳於后：

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。

本研究想製作出比坊間膠水效果好且經濟又實用的膠水，過程中探討快乾程度的差異，和在不同材質的載重效果，經實驗發現，自製膠水含16.7%PVA(聚乙烯醇)的快乾效果最好(17分鐘)，且比坊間的膠水(22分鐘)快乾的效果好。若添加三秒膠成分(醋酸乙酯)，含量在15cc快乾效果更好(15分鐘)，但不及三秒膠僅1分鐘就乾了。 不同濃度自製膠水在不同材質的載重效果，16.7%PVA在木板與瓷磚的載重效果最好，但是在鋁板的載重效果最差，不過都比坊間膠水載重效果好。若添加醋酸乙酯，在木板的載重以2cc ~6cc優於不添加醋酸乙酯；在鋁板的載重效果，添加醋酸乙酯優於不添加醋酸乙酯；在瓷磚的載重效果，不添加醋酸乙酯優於添加醋酸乙酯。