化學科

過年前，曾伯伯用蠟光紙寫春聯，他把豬膽的「膽汁」倒入硯台內，和墨汁一起磨，我們覺得非常奇怪，加入豬膽的「膽汁」以後，墨汁會有什麼不同呢？曾伯伯說：「磨出來的墨汁顏色會更黑亮！」我們想：如果用別的東西來磨墨，是不是也有相同的效果呢？假使衣服沾到這些墨汁，要怎樣把它們洗掉呢？

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。

葉綠素為自然界中常見於光合作用生物體內之物質，在能源領域內也有不少的應用。本研究探討葉綠素作為普通化學電池之電解質、染料敏化太陽能電池之染料與新型葉綠素電池中自發物質時之化學反應，另外也探討葉綠素之濃度對於發電效能的影響。當葉綠素作為電解質之實驗中，將使用鋅銅電池組為對照組，改變陰極溶液及鹽橋為實驗組，分析數據圖並推測其運作原理。自發物質之實驗運用一裝置由兩片玻璃與兩片矽膠片組裝而成的電池，改變電解液與光照有無來探討葉綠素在該電池中是否有明顯的氧化還原作用，並推出化學反應式。染料方面使用二氧化鈦製作染料敏化太陽能電池，加入葉綠素作為染料。結果顯示葉綠素可自身氧化還原，而且葉綠素本身是弱電解質。

塑膠注射筒是現今醫學界利用非常普遍的注射工具，原先的玻璃注射筒由於再次使用，恐會有傳染疾病的顧慮，現已幾乎被塑膠注射筒所取代。塑膠注射筒的價格便宜且樣式多，可以組合成密閉系統，因此亦偶見於理化實驗中。

在本次的實驗中，我們藉由拉午耳定律的公式及一條由作者從實驗中推論而得的公式，可以簡單的求出不同溶液的分壓。我們只需要一個自製式的簡易裝置，在裝置底下放置被測量的溶液，並密封使其成為封閉系統，其頂端為一銅箔，在銅箔上使用適合的溶液，藉由上方溶液蒸發量與下方不要放置溶液蒸發量的差異之值比較，即可求出其下方兩種成份系的溶液中各種溶液在不同莫耳分率下的分壓以及能量的傳遞，雖然會有誤差的存在，但比照一般利用光譜法來測量的方式，成本卻降低很多，且經由公式，也可估計各點的活性係數，比之以往簡易很多，因此可當作針對的高中生示範教學及教具，使同學更能了解兩成分係非理想溶液在拉午耳定律中之差別。

本研究主要探討乙醇（Ethanol）、蓖麻籽油、廢油、沙拉油製成的生質能源（biomassenergy），在實驗室利用剩餘米飯製酒並蒸餾產生乙醇，再用鹼製程的轉酯化反應提煉蓖麻籽油、廢油、沙拉油，實驗內容分為四部分部份：第一部分利用製酒機與蒸餾方式製造高純度乙醇並計算其失重率；第二部分以蓖麻籽油、廢油、沙拉油，經鹼製程提煉生質能源，並測試產品的酸價值，再計算轉酯化效率，找出甲醇與催化劑（NaOH）最佳的添加量及最佳的反應溫度與時間；第三部分計算成品的燃燒比、耗油量與PAHs含量；第四部分計算其皂化價，並研究其最佳皂化成分，並探討成品的經濟效益。

二氧化氮對人體是有害的氣體(參考資料1)，特別是對呼吸系統有危害。而NO2濃度為9.4mg/m3（5 ppm）的空氣中暴露10分鐘，即可造成呼吸系統失調。 所以我們找到有效的NO2的偵測劑與吸附劑：Griess reagent，當其吸附NO2後會產生深淺不一的玫瑰紅顏色，並且Griess reagent在空氣中、高溫中都很穩定，只有在光照時會慢慢失效。根據比色法我們也發現Griess reagent其吸收率亦會隨NO2之濃度升高而有逐漸上升的跡象，並且我們也根據比色法測量出汽、機在發動瞬間與發動一段時間後，廢氣中NO2含量有明顯的差異，我們推測可能與觸媒轉換器的轉化溫度有關。我們也將Griess reagent加入洋菜粉中製作成果凍，並將其定形成為Griess reagent的貼片(GR貼片)，可以更加方便攜帶與使用，幫助人們有更便利的方式來偵測二氧化氮。

四年級在上實驗課時，發現檸檬會導電，課程結束後想試試其他水果是否也有相同的情況產生，於是，請老師協助開始動手做實驗。經過了幾次的實驗下來發現：一、蘋果、柳丁、檸檬、蕃茄、楊桃、接上不同的金屬片後均會產生大小不同的電壓。二、接上電池後不一定能使電壓增強，甚至可能小於電池的電壓。三、水果的狀態（汁狀、泥狀、固體）對於電壓並無規則性的影響。四、溫度對於水果電壓的影響大多是：溫度愈高，電壓愈大。經過了這次的實驗後，我們也發現了一些問題：一、什麼是電壓？二、為什麼金屬片和水果接觸後會產生電壓？三、為什麼接上電池後，有些電壓反而變小了？四、為什麼溫度愈高，電壓會愈高？以上這些問題都值得我們做更進一步的深入探討。

本實驗中除了由醇、醛、酸之性質與氧化還原反應的觀念，來探討甲醇與晶紅酸指示劑的呈色反應，並以簡單的器材自組微型化學反應模組光學裝置，試圖找到較簡易且準確性佳的方法來分析乙醇溶液中的甲醇含量，實驗結果顯示，甲醇在磷酸酸性條件下，先被高錳酸鉀氧化成甲酸，在加入晶紅酸亞硫酸試劑溶液時，甲酸先被還原成甲醛，而晶紅酸亞硫酸鈉指示劑具有選擇性，只會與甲醛反應可生成紫紅色產物；同時在以所自製之模組式微型化學反應裝置於飲用酒中甲醇偵測的應用中，對甲醇最低的偵測極限為 100ppm，低於 1000ppm 之安全容許值。分析結果誤差值在 10％以內。

利用電解池的導電性會隨著溫度的改變的特性，將電解池串聯風扇後，製作出一個 簡單的溫控風扇。在室溫較高時，溫控風扇能發揮出近85%的轉速，提供使用者涼爽的 環境；隨著溫度的下降，使用者不需要很強的風力時，風扇也會自動降低轉速，為使用 者省下更多的電能。我們不用花大錢買新的溫控元件或買新的全自動風扇，也可以讓「不 管是懶人還是窮人」，都可以輕鬆省錢、省電、救地球。