化學科

基於自然課本第七冊（五十七年編輯）第四單元鐵釘生銹的實驗，發現隔絕空氣及水分的鐵釘不易生銹，而澆一些水浸入水中及有充分空氣的鐵釘很容易生銹，而醋酸、氨水、靈水等皆是其有不同性質之溶液，於是就引起我們一種好奇天真的想法：若把鐵釘放入各種不同性質的溶液中，鐵釘會不會生銹？若會生銹其程度如何？或有其他特別變化嗎？等一連串的問題，促使我們請老師指導我們做研究工作。

本研究源於第57屆全國科學展覽作品《黃金變黑金—碳化稻殼對農作的效益》，改良燒製方式後發現，自組裝「火箭爐」產生「煙囪效應」的悶燒方式，可成功克服之前耗時、費力、及產量低的問題，並在3小時內將10公斤的稻殼，以350℃-450℃、550℃-650℃、700℃-800℃燒製出不同的炭化稻殼。 研究中將炭化稻殼進行特性試驗分析，結果顯示炭化稻殼的電導度及pH值均高於稻殼。將炭化稻殼混合於土壤中改善土壤的性質，確實可改善土壤的氮磷鉀含量、電導度及pH值。將炭化稻殼與紅土的混加比例做植栽試驗，發現以1：3的效果最佳、炭化稻殼與沖積土以1：2比例種植的成果最佳，種植出來的蔬菜是所有混土中成長最好的；分析種植後的土壤，發現炭化稻殼可以改善紅土缺鉀及pH值偏酸的問題。

晚飯後全家都在客廳裹看電視新聞，突然看見螢光幕上出現了一張好可怕！好可怕的臉，仔細一看，原來是台中私立惠明學校的同學，因為吃米糠油而中毒，他們除了臉上及身上皮膚生座瘡之外，還會頭痛失眠、關節痛，嚴重的會喪失生命。奇怪！為什麼他們吃了米糠油會有這種現象呢？是不是油中含有對人體有害的物質，還是……？想到媽媽每天都要用油炒菜，看了這一段新聞，心中的煩惱一定增加，為了解決媽媽的憂慮，比如怎樣幫媽媽選購？如何保存及使用？為了多了解各種廠牌植物油的性質，所以我就擬定了幾個研究問題，帶到學校和同學共同討論，並請老師指導我們做實驗。

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。

國中化學課木第一冊第四章 4-2實驗蠟燭的燃燒是讓薊頭漏斗下的蠟燭面接在空氣鐘燃燒結果我們發現整個薊頭漏斗甚至 U形管都佈滿了黑色的碳粒於是我們聯想到或許是薊頭漏斗下的氧氣量小夠以致蠟燭未能燃燒完全而成黑色的碳粒殘價在薊頭漏斗及 U形管上因而所收集燃燒的產物誤鑲也非常大於是我們嘗試改進實驗供給充分的氧氣使蠟燭燃燒更完全以期能收集到更多燃燒產物並減少本實驗的誤差。

傳統豆腐主要成份除水之外就是蛋白質，豆漿的蛋白質凝結作用是傳統豆腐製作過程中最重要程序，對於豆腐的產率及品質有著重要而直接的影響。我們發現豆花粉及鹽滷中可使豆漿中的蛋白質凝結之成份為Ca2+及Mg2+。濃度2％的氯化鈣水溶液加入45℃的豆漿最能滿足製作傳統豆腐時蛋白質凝結量最大、乳清透光性高及乳清導電性低的條件。由豆漿蛋白凝結時電阻變化，得知40秒後蛋白質與氯化鈣作用趨近於緩和。 利用自製儀器精準測量導電度及透光度的有趣結果，探討蛋白質凝結之關鍵，對於豆腐之生產製作將會有相當的幫助 。

七年級的自然與生活科技實驗中，有許多實驗結果是利用肉眼去判別的，也常常因為每位觀察者的個人因素，而造成數據判斷錯誤或無客觀性，例如康軒版第一冊第3章活動3-2「酵素的作用」，課本只大概的告訴我們本氏液的顏色變色，但並未告知各顏色的濃度數據。為滿足我們到底有多濃的好奇心，在老師的教導下，利用硫化鎘(CdS)為材料的光敏電阻連接電源及三用電表，並以各色LED為光源照射。葡萄糖會將本氏液中的硫酸銅還原為氧化亞銅而使溶液呈紅色，進而遮蔽光而使電阻值升高，電阻值與葡萄糖濃度呈線性關係，便可提高肉眼觀察的正確率與準確率，使本氏液不但可定性更可以定量。

我們都知道空氣中不是只有一種氣體，而是由許多不同的氣體混合而成。其中有一種氣體就是氧氣，氧氣約占空氣中的五分之一，其他還有氮氣、氬氣、二氧化碳等氣體。根據五年級上學期自然與生活科技第三單元－空氣與燃燒的試驗觀察，知道了燭火在空氣中會燃燒，這是因為空氣中含有氧氣，當玻璃杯蓋住燭火後，燃燒的蠟燭消耗掉杯子中的氧氣後，燭火就熄滅了，由此可知蠟燭燃燒線香、木炭燃燒都需要空氣中的氧氣。我們曾經在老師的指導下，利用雙氧水和胡蘿蔔來製造氧氣，並以點燃的線香或蠟燭來檢驗的製造的氣體可否幫助燃燒。除了胡蘿蔔之外還有哪些蔬果也可用來製造氧氣？誰製造出來的氧氣含量較多？於是我們選定了十六種蔬果，分別加上雙氧水來製造氧氣，並用排水集氣法來收集氣體，並用線香來檢驗氣體是否為氧氣，然後比一比誰含氧量較多。

本科展將市售矽藻土結合奈米銀水溶液以及氧化鋅粉末製作出一個真正具有抗菌、防黴功效的奈米銀/氧化鋅矽藻土材料。首先，探討矽藻土添加石膏、凝固劑以及改變粉末直徑對於成模固定化的影響。接著利用水熱法合成奈米銀水溶液。之後以化學沉澱法合成氧化鋅粉末。最後，則是將抗菌材料與矽藻土結合，再進行抗菌實驗。由實驗結果得知，水熱法使用0.1M的硝酸銀可合成出約10nm的奈米銀水溶液，而化學沉澱法則以0.1M ZnCl2與0.2M KOH原料進行反應，即可獲得氧化鋅粉末。對於大腸桿菌、金黃色葡萄球菌以及黴菌抑菌實驗證明，當10g矽藻土添加12ml 2877ppm奈米銀則抑菌百分率分別為96.2%、96.7%以及58.5%，若矽藻土添加1%氧化鋅以及12ml 2877ppm奈米銀則可達94.8%、87.6%以及78.1%的抑菌效果。

利用車前草以「打汁過濾法」萃取葉綠素液，再以100毫升+4克洋菜粉比例製作葉綠素膠作為電解質。以銅片(4cm×1.5cm)為正極、鋅片(4cm×1.5cm)為負極，有最好的發電效率(0.828V、0.72mA)。串聯5組電池，可讓LED燈持續發光66小時，滴水後亦能持續發光。顯示利用平時視為雜草的植物，也可作為新一代的能源