化學科

本研究主要目的在探討不同蔬果於烤肉過程中降低油脂氧化程度之效果。首先進行初步實驗，從洋蔥、青椒、檸檬、蕃茄及大蒜等五種蔬果中篩選出抗氧化效果較佳之三種以進行正式實驗。在正式階段實驗中，比較三種添加物清除DPPH自由基之效力，並以POV為指標，比較不同加熱方式對肉中油脂氧化程度的影響，以及不同添加物在不同的炭烤加熱時間中肉質油脂氧化程度之變化。實驗結果經統計分析顯示，炭烤較一般加熱方式使肉質氧化更顯著，而分別添加洋蔥、蕃茄、青椒三者於肉片後進行炭烤均呈現顯著的抗氧化效果，三者亦顯示出顯著清除自由基的能力。

在國二理化課本中有提及利用二氧化錳來催化分解雙氧水製氧，而我們的實驗是要利用鹵鹽來催化分解雙氧水產生氧氣。我們共設計了六個實驗，第一到第四個實驗是改變了一些因素來探討鹵鹽催化雙氧水的影響，我們分別觀察了不同鹵鹽、溫度、濃度與酸鹼度，從實驗中發現，0.25M KI( aq)較適合國中生來操作與觀察碘離子催化雙氧水反應的多樣色彩變化，且其催化速度適中。而雙氧水在高溫、酸性的溶液中的分解反應速率會更快。實驗五、六則是我們推測陽離子可能也會影響反應的速率，因此選了數種碘化物來比較，結果發現CaI2 的催化效果最好，AII3 的催化速度最差，但 AII3 的反應液色彩變化卻更具多樣性。

利用低成本且簡易之方式製作一個微生物燃料電池，以了解其構造、原理及功能，測試不同嗜甜微生物(酵母菌、乳酸菌)在不同濃度下產生電壓的關聯性，並測試不同蛋膜的效果，以及尋找更好的氧化劑和反應條件。實驗發現，以雞蛋的蛋膜作為微生物燃料電池的質子交換膜只能有效隔絕兩槽3分鐘，也就是說所有測量必須在3分鐘內完成，否則赤血鹽水溶液會滲到外槽，造成電壓不穩以及下滑。若改用雙氧水取代赤血鹽水溶液，電壓穩定且反應後只生成氧氣，比較不會對實驗操作者以及環境造成傷害，應是一個比較好的材料。也由實驗結果得知，乳酸菌的電子轉換率較酵母菌佳，另外，微生物濃度增加時，電壓會隨之增加，但反應的最佳條件尚未找到。

由於食安問題頻傳，為了食得安心，天然色素為我們這次研究主軸。研究可分成三個部分： 一、 相關資料收集：分析衛生署天然食用色素衛生標準，花青素為天然色素中最主要的來源。 二、 選擇最佳萃取蔬果： （一） 從色層分析及在酸鹼環境中的顏色變化，可看出花青素的種類繁多。 （二） 會使植物呈現紅色的不是只有花青素，還有莧素紅與甜菜素。 （三） 紫花椰菜顏色變化明顯，因不普及，我們以紫高麗菜為研究對象。 三、萃取方法與應用：我們以1:3 (紫高麗菜:水)，煮15分鐘，效果最佳；事前冷凍處理有助於花青素色澤的穩定。若要改變其色澤以溶質(小蘇打粉或檸檬汁)：溶劑(水)＝1:100調色；運用在食材中以湯圓為最佳，米飯次之。

我喜歡吃藍莓、胡蘿蔔與辣椒等不同顏色花青素食物，而且自然課程學到酸鹼指示劑檢測，還有我們找到許多篇文獻顯示藍紫色花青素具有良好的抗氧化效果，所以我們想針對依顏色區分為紅色、黃色與藍紫色花青素進行酸鹼的檢測，深入研究優缺點，針對(1)不同水溫、(2)在酸、中、鹼性水溶液中顏色變化，探討不同顏色花青素溶液辨識酸鹼值之效用，還有(3)添加胡蘿蔔汁、椰子油加胡蘿蔔汁物質，不同顏色花青素酸鹼變化。延伸實驗：研究不同顏色花青素對動物性脂肪溶解的能力，連結日常生活中，食材具有解油膩的功效之探討。最後實驗結果，不同顏色花青素蔬果有其優劣處，我們建議每日健康五蔬果需要不同顏色均衡攝取，才是健康飲食之王道！

實驗一與二是透過不同顆粒大小的文蛤殼粉末、小顆粒、殼加入無煙鹽酸及37%鹽酸中去了解其溶解冒泡情形及速度。而實驗三是將文蛤殼、香螺殼、牡蠣殼和粉筆研磨，並加入37％的鹽酸中去觀察其冒泡情形與速度快慢。從實驗一得知，無煙鹽酸與文蛤殼粉末反應的冒泡情況最強烈，文蛤殼顆粒次之，完整的文蛤殼冒泡的最平緩。從實驗二，我們發現實驗二的氣泡生成反應明顯高於實驗一，冒泡反應時間較長，最後溶液顏色也不相同。從實驗三的結果得知氣泡生成的反應以香螺粉末最明顯，文蛤殼粉末次之，接著是牡蠣殼粉末，而粉筆粉末的氣泡生成反應最為平緩，只產生了一些小氣泡。另外，冒泡時間長短則是粉筆粉末＜香螺殼粉末＜文蛤殼粉末＜牡蠣殼粉末。

每當我跟媽媽逛街，在大馬路止呼吸總感覺到困難，同到家洗臉時，白毛巾上一層污垢。有一天，到學校跟林同學聊起，她也發現了同樣的情況，然而張同學卻說：「我每天到堤防散步，沒有發現這種現象啊！」同學們議論紛紛，只好請教老帥。老師告訢我們，這是空氣污染程度的不同，引起的各種不同現象”使我們對空氣污染的現象產生研究的興趣，更希望瞭解本地各地區空氣汙染情況，請教老師指導我們調查及分析方法。

本研究在探討天然酸鹼指示劑的顏色變化，一般在教學上使用目視的顏色變化，但由於目視顏色變化顏色說明非常的困難，本研究改以數位化編碼RGB（紅綠藍）描述顏色簡單且實用。利用數位相機拍照實驗樣本，利用影像處理取得數位化編碼RGB變化值，再對於數位化編碼RGB變化值轉化為圖表，並建立標準酸鹼水溶液的RGB值，做成酸鹼水溶液RGB值試算表，再利用我們建立的標準試算表，算出未知水溶液酸鹼度，研究結果發現使用照相數位光學分析法計算酸鹼溶液的PH值結果，比BTB指示劑效果佳，另使用照相數位光學分析法，利用切割色塊、RGB數位碼、圖表、試算表說明酸鹼水溶液的變化，使水溶液酸鹼檢驗更有趣及具體化，操作也簡便，可做為酸鹼檢驗的方法。

為求在一般實驗室中能以簡單的方式建立並探討螢光發光的原理，添加不同金屬離子當催化劑，發現部分B族過渡金屬離子能啟動整個機制而發光。在我們的實驗過程中發現過渡金屬離子與雙氧水其條件缺一不可。 過渡金屬離子能協助反應物中的“鄰苯二甲酸甲酯”與H2O2產生的O2反應形成一種高能量的過渡狀態，而這種高能量的過渡狀態再將能量轉給染料發光。“ 另外我們也以鄰苯二甲酸甲酯為主體，改變碳鏈以及與醯胺類的化合物作為比較，發現醯胺類的化合物並不會發光，而酯類的碳鏈愈長其發光亮度的最高值則會降低。另外討論了官能基在苯環上不同的位置，進而提供了在反應機制上一個較合理的解釋。

本實驗中的氧化鐵(Fe3O4)先以水玻璃(矽酸鈉)包覆在其表面，可避免其在受到酸鹼的腐蝕，由於表面帶電的影響，在pH值為7時，SiO2在Fe3O4表面膠結的效果最好，包覆過SiO2的Fe3O4可穩定與離子交換樹脂結合，使離子交換樹脂具有磁性，經外加磁場將之與廢液更有效的分離，磁性陽離子交換樹脂對溶液中的Cu2+、Zn2+、Cr3+，進行吸附時，發現在pH值5至7時，對上述陽離子有很好的吸附效果；當溫度及磁性陽離子交換樹脂質量增加，也可增加吸附的效果，三種金屬離子的吸附效果則是Cr3＋＞Cu2＋＞Zn2＋。磁性陰離子交換樹脂對溶液中的甲基藍及甲基橙進行吸附時，在pH值6至7時，對上述陰離子染劑有不錯的吸附效果，溫度及磁性陰離子交換樹脂質量增加，也可增加吸附的效果，兩種陰離子染劑的吸附效果則是甲基橙＞甲基藍。