化學科

本實驗透過影像軟體的協助，擷取ＲＧＢ值與灰階值，來分析布料種類、布料前處理、光照、洗劑處理、媒染劑如何影喜植物染色的效果，結果發現：１.布料前處理的影響根據布料種類而有差異，人造布料較需要布料前處理。２.布料種類以植物性布料染色效果最好，植物性布料次之，人造布料最差。３.光照、洗劑處理均會改變染布色澤，甚至會造成退色現象。４.媒染劑會使原本的染色色調改變，效果因煤染劑與染材種類而異。

有一天，在上完硫酸銅沈澱的實驗後，老師說：「硫酸銅是一種具有毒性的化學藥品，實驗完如果倒人水溝，會把水中生物都毒死了，流人河川，河川也會被污染，所以實驗完的硫酸銅水溶液，要用容器裝起來，以免造成污染」我當時便問：「回收的硫酸銅水溶液，只能等它慢慢蒸發成固體，才能再使用嗎？」老師回答說：「我們不知道這些倒回來的水溶液，濃度是多少，假如實驗時需要濃度 10 ％的溶液，那就沒辦法調成想要的濃度了，除非已知這些回收液體的濃度是多少。」我接著問：「那有什麼方法可以測量硫酸銅液體的濃度呢？ 」老師說：「您這個問題我們可以一起來研究看看。」於是，老師便找我和同學，利用課餘時間，一起來探討這個問題，以下是我們一連串的研究活動。

蝦子是一般人們很喜歡吃的海鮮，但漁民及漁販因保存較鮮的程度可得較高之利潤而灑以硼砂，此類藥品可引起人類．嘔吐、腹瀉及新陳代謝機能的萎縮，甚而引起中毒死亡；因此，市場上的蝦真含有硼砂嗎？如何去減低其含量呢？此為人們甚為期望的，也可為主婦們多一道有營養的家常菜。

本研究是去年科展評審教授提出「二氧化碳難溶於水嗎？」引發動機而進行研究。第二十五屆全國科展雖有類似研究作品，但我不太瞭解裡面實驗過程，於是設計一組排水集氣裝置當檢測工具，並利用純度較高二氧化碳實驗，因實驗器材較細緻，研究結果應較為客觀。過程先觀察蒸餾水通入二氧化碳前後pH值變化，發現二氧化碳在水中只是一部分溶解，並非立刻完全溶解。再利用檢測工具探討二氧化碳在不同條件溶液的溶解量，發現溫度高低、鹽水濃度、不同pH值酸鹼溶液等對二氧化碳溶解量有影響。最後探討試管頂端殘留氣體，推論二氧化碳鋼瓶裡除二氧化碳外，似乎夾雜少量其他氣體。使用60天收集試管頂端殘留氣體，經檢測發現是氮氣的可能性比較大。

很多生物體內都有分解過氧化氫的成份，可以分解過氧化氫就是雙氧水成氧氣和水，利用紅蘿蔔各種不同品種、部位、並在不同溫度和醃漬處理後，與過氧化氫交互作用所產生氧氣的反應，將他統計成圖表並計算反應速率，以便觀察過氧化氫酶活性的變化，最後以紅蘿蔔和雙氧水漂白過的食品反應觀察是否能測出雙氧水的存在。

澱粉是人類最主要的熱量來源，人類以唾液中澱粉酶分解消化澱粉成小分子幫助腸道吸收，攝取熱量多寡與運動消耗決定身材，透過本實驗探討澱粉消化與不同身材的人間的關係，再者經由認識澱粉分解過程嘗試對健康的飲食方式提出建議。本實驗的結論有幾點：（1）BMI指數較高及體重較重的人唾液分解澱粉的效率較佳。（2）溫度較高時澱粉分解較快。（3）酸性環境下澱粉分解速度高於鹼性環境。（4）唾液澱粉酶加熱後會失去活性。

“藍瓶反應”是一個常見的趣味實驗，以亞甲藍的藍色←→無色瞬間的變化令人稱奇。經過實驗，我們從許多不同的染色劑中，發現除亞甲藍之外，亦有能夠進行藍瓶反應的──“DCPIP”。於是我們進一步探討“DCPIP”的結構，並探討其可能的反應過程，及在不同條件下之反應速率。於是我們就發現了不僅葡萄糖、果糖、半乳糖可出現藍瓶現象，只要可以繼續氧化的官能基（例如羥基或醛），在其官能基附近有拉電子基的存在，亦產生效果絕佳的藍瓶反應。亦以葡萄糖本身為探討的主題，到底是哪一個官能基最有可能先開始反應？也探討DCPIP、氧氣、葡萄糖及氫氧化鈉四者之間可能發生的機制。我們也發現了藍瓶反應的現象要發生，四者的條件缺一不可。另我們亦以氧化電位及還原電位去探討其中可以變色的原因。於是就慢慢揭開藍瓶反應神秘的面紗。

近年汙染及病菌傳染問題頻傳，在環保意識抬頭下，市面清潔商品添加「過碳酸鈉」，以響應環保並主打其超強效能；因此，我們欲透過改變過碳酸鈉(Na2CO3·1.5H2O2)的濃度，及其中Na2CO3及H2O2之比例，分別探討對漂白、去汙、增加溶氧量與抗菌之應用原理及效果。 研究結果顯示：8%過碳酸鈉漂白效果最佳，去漬率近九成；由於油受鹼分解之能力較氧化還原高出許多，在相同濃度條件下，Na2CO3比過碳酸鈉去油汙效果佳；因過碳酸鈉溶解較慢，使溶氧量增加較少，因此Na2CO3與H2O2分開加入水中會比過碳酸鈉效果佳；0.9%過碳酸鈉反應十分鐘，對大腸桿菌滅菌率達100%。在總觀儲存便利性、多元性及效能後，8%過碳酸鈉是目前最佳應用條件。

本研究以降低汙水中重金屬離子濃度，進行吸附與檢測的研究與改進。利用天然環保易分解且吸附效率高的材料－幾丁聚醣和聚麩胺酸(γ-PGA)，探討各種變因下對鉻、銅離子的吸附機制和效果。使用黏附幾丁聚醣的多孔性泡綿，並利用抽濾法，提高吸附的速度及效率，鉻、銅離子殘留率分別可達2.08%、11.23%。更發現一種新型吸附材料幾丁聚醣－γ-PGA複合材料，結合γ-PGA後，有效提升銅離子吸附效果。進一步運用分光光度儀檢測原理，以一個便宜的光敏電阻檢測裝置，結合吸附劑，研發出具「高效率、成本低、即時檢測」的重金屬離子吸附暨檢測之自動循環系統。對於2.0ppm之Cr6+(aq)，10.0ppm之Cu2+(aq)分別循環2、3小時後，殘留率為0.046%、0.074%。

一個放假的日子，媽媽正忙著洗我們一家人小的髒衣服，要我也幫忙，否則來不及上街了。只見媽媽像澆水般的灑了一大把的洗衣粉在衣服上，揉了又揉，但是髒的地方，都不能完全洗得很乾淨。媽媽很感概地說：「電視上的廣告，都說這種好，那種好，全是騙人的。」因此，我決定想法替媽媽選擇一種能夠把衣服洗得最乾淨的洗衣扮，我就約了同學，並且請教了老師。