化學科

上體育課時，不小心將衣服弄得都是泥巴，結果回家被媽媽罵了一頓，罵我不該把衣服玩得這麼髒！害得她洗得好辛苦。我心裡想：媽媽用的肥皂粉如果能用力少又洗得乾淨，媽媽就不會抱怨了。於是隔天我就請問老師：「老師！請問那一種洗衣粉較能洗淨衣服？是不是泡泡愈多的，洗得愈乾淨？」另一位同學接著又問：「冬天好冷，媽媽洗衣服都用熱水洗，是不是熱水洗比用冷水洗來得乾淨？」老師對這些問題也發生了極大的興趣，於是我們展開了一連串的實驗。

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。

本研究在探討利用微波加熱進行菱角殼色素萃取與染布的可行性，及尋找菱角色素新的應用方式，希望能更有效利用菱角殼。研究指出溼的菱角殼的萃取率3.15%比乾殼萃取率高(1.59~1.86%)。將菱角殼的顆粒變小，能提高色素的萃取率(9.3%)。利用微波加熱法比水煮加熱法的色素萃取率高，以微波10分鐘的萃取率最高(5%)。微波加熱煮染布，以微波10分鐘的染布效果最好。色素乾燥後還原可應用在紙及手繪染布上，色素安定性測試發現色素在紙上，照紫外光組ΔE為2.42，不照光組ΔE為0.17，而手繪染布後再加明礬或是醋酸鐵媒染後，照紫外光組ΔE在-2.42~2.92，不照光組ΔE在-5.03~3.06，經15分鐘水洗測試後，染布之ΔE在-0.21~0.99之間，穩定度佳。結果顯示菱角色素適合用來當天然顏料。

食品安全是近來重要的議題，偶然在公視節目看到食安主題「添加大量澱粉的貢丸在優碘之下無所遁形」，節目中提到直鏈澱粉遇優碘成深藍黑色，支鏈澱粉成深紫紅色，實驗後發現用目視法很難清楚判斷出深藍黑色與深紫紅色，為探討澱粉食品遇碘後的顏色差異，決定使用儀器數據來探討顏色差異。研究發現，優碘的確可當作食材所含澱粉類的測試液，由於碘液攜帶不便，因此將濾紙浸泡優碘和純水以1比2後乾燥自製試紙，測試澱粉液辨識最好。顏色分析使用PASCO無線照度感應器較為精準，但設備成本稍高；使用Android App「Color Analysis」軟體進行照相分析較方便但精準度稍差，但仍比肉眼分析精準，可作為生活中隨時分析使用。

本實驗相關的課程為三年級自然課程「溶解」、四年級的「燈泡亮了」與五年級「水溶液的性質」。資料中發現，牛奶本身也是「界面活性劑」，我們從研究製作乳液、沙拉、牛奶和豆漿與油乳化的原理後，找資料並以牛奶為主的「天然乳化劑」進行界面性質研究。結果發現：(一)隨著樣本濃度增加，有表面張力降低、起泡性增加、導電度上升，分散能力、乳化能力也隨之上升。(二)由顯微鏡觀察，我們確實發現牛奶有界面活性劑的微胞現象。(三)為了提升去除油污的能力，我們在鮮奶中混合了果汁、果泥清洗樣本，發現比單獨使用鮮奶或果泥時要來得有效，也發現對皮革製品有相當好的清潔效果。因此若能善用這些天然的乳化劑，取代石化清潔劑並非不可能的事。

本研究由兩篇文獻探討中獲得很多知識及經驗，採用文獻中最好的吹法，探討沙拉脫濃度對泡泡數和大小的影響。結果濃度20%時泡泡最大與「文獻一」的結果相近；而濃度增大時泡泡數增加與「文獻二」相符，但是和「文獻一」在濃度25%時泡泡數最多的結果不一樣。我們得出的新結論是濃度對泡泡數及泡泡直徑的影響，是兩種相反的趨勢。「夢幻泡影」又引起我們對泡泡耐久性的好奇心，走入文獻未曾有的境界中去摸索。由站著吹，到吹在廣口瓶或寶特瓶，接著製作拉膜框，嘗試探討濃度對拉膜面積的影響。最後想到膜框形狀是否對耐久時間會有不同呢？因而探討了不同膜框的耐久時間。本研究提供了一些實驗結果與經驗，不周全的地方還請多多指教。

颱風來了，晚上漆黑一片，又停電了。妹妹摸出手電筒，卻一亮也不亮，原來電池沒電了，出去買電池吧！大家都關起門，既危險又沒處買，這時候如果能夠有某種簡易而猶能發電的電池，豈不是就可以解決問題，又能節省金錢，尤其目前全世界正面臨能源危機，各國都積極著手帶體石油能源的開發，如果太陽能的利用、風力的利用、核子能的利用……等等。 於是我們在老師的指導下，做了下列幾項有趣的實驗和研究，想自己製造簡易的電池，雖屬小道，卻也算得上是響應節約能源的一種舉動。

在化學課本第四冊第十九章 19~2 的實驗中，介紹「溫度高低如何影響反應速率」，同時上課時老師指導我們以 Na2S2O2的水溶液在20oC,30oC,40oC,50oC,60oC等不同溫度時加入HCl 溶液，觀察反應所產生”硫”的沉澱遠著錐形瓶底"十"字所需的時間，求出時間的倒數代表反應速率，並以探討溫度對反應速率的影響，但實驗結果均令我們師生不很滿意，我們實驗如下：1.實驗的方法及步驟：（由三組同學分別進行）(1)以Na2S2O3,0.1M 25ml ，及 HC1 0.2M 25ml 測量其初溫，並控制在 2OoC，在錐形瓶內混合，並開始計算時間一位同學由錐形瓶口向下看，觀察"硫"沉澱遮著瓶底紙上的”十”字為止，量出所需時間。(2)以相同方法測定兩液在30oC,40oC,50oC,60oC時相混合反應所需時間（以上為課本內實驗方法）。（備註：課本中實驗係以 Na2S2O3（ 60g / l ) 50ml , HCI( ZM ) 5ml 反應，溫度只控制 Na2 S2O3使其分別在 20oC,30oC,40oC,50oC,60oC下和室溫的HCL(aq)反應，HCI(aq)，並未控制溫度，除非實驗後以計算方法修正（課本中未提到），否則實驗結果更不準確。2.實驗結果如下：（表一）以20oC 時的反應速率為 l 然後依 R=2 t2-t1/10公式推算出30oC,40oC,50oC,60oC的反應速率。上述實驗只靠肉眼觀察，準確性偏低，故實驗只能看出大致趨勢，即「溫度愈高反應速率愈大」，然而實驗結果與理論上的理想值R=2 t2-t1/10(圖四)卻相去甚遠，因此尋找另外的實驗方法，以求得更正確的結果是同學們大家所期望的。

鼻涕蟲是國小常做的科學實驗，藉由身邊常見材料就能產生有趣的化學變化。但鼻涕蟲實驗的變化度不高，變項只有膠水和硼砂水。且膠水成分是水溶性塑膠，硼砂有毒，誤食會造成危險！ 我們在課堂中發現加入粉末能讓鼻涕蟲性質產生改變！於是測試多種物質效果，並改良歷屆鼻涕蟲科展的裝置進行檢測。最後確認「添加物」能夠改變鼻涕蟲性質，增加鼻涕蟲的變化性！並且首次發現加入麵粉能產生「氣球皮膜」性質！我們將它應用在可封口的泡泡球、製作聲砲皮膜及硬化後進行製模。 此外我們解決鼻涕蟲有毒誤食問題，在地瓜粉中加入三偏磷酸鈉水，製作出有延展性的安全無毒鼻涕蟲。並將可食用鼻涕蟲應用在替代保鮮膜，對飯菜封膜保鮮，經測試可用於冷藏和微波！

我家的早餐是吃稀飯，可是吃久了覺得厭煩。有一天，媽媽煮豆漿給我們喝：她買了黃豆，洗乾淨，浸在水中，第二天早上，黃豆變大了，就利用果汁機把黃豆打碎，再用布過濾，做成豆漿。我們好高與，有豆漿可以喝了，可是真奇怪！當媽媽把豆漿加熱後，豆漿變或白色沈澱，怎麼煮不出豆漿呢？是什麼原因呢？她不知道；到學校就請教老師，老師不相信，就和我們一起再煮豆漿，找出使豆漿沈澱的原因。