化學科

國二理化第一冊中，鋼絲絨生鏽的實驗提到鐵生鏽需要氧氣和水，然而影響鐵生鏽的原因僅是如此嗎？鐵鏽只有黃褐色的嗎？我們生活中因為鐵被腐蝕而帶來不少損失和困擾，坊間防鏽及除鏽的偏方五花八門，在在引起我們對於鐵被鏽蝕的興趣，雖然老師說這個化學反應很複雜，我們仍希望藉助電子媒體來詳細探討一番。

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。

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。

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。

在做鋅─銅電池的實驗時，發現鋅─銅電池的電壓為1,100伏特，但其電流卻只有0.6毫安培，無法使小燈泡發光，為什麼鋅─銅電池的電流這麼微弱？是否有方法使其電流增大？又鋅─銅電池有一個U型管的鹽橋，但乾電池則無，鹽橋的功能為何？鋅─銅電池一定需要鹽橋嗎？這些問題引發探討本實驗的興趣。

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。

當自然水或動、植物飼育栽培環境受重金屬污染時，水或食物原料將含有過量的重金屬，重金屬再經食物鏈進入人體，若攝取過量將造成重金屬之累積而危害人體健康。 基於確保食的安全及分析的簡便、實用性，我們選擇探討先將含微量重金屬離子的溶液添加最適當的配基，使形成具較深顏色的重金屬錯離子溶液，再利用價廉且方便的 SP - 20 分光儀簡易偵測之，以取代設備昂貴且使用並不普遍的原子吸收光譜儀。

本研究使用巴克球(C60)或巴克球衍生物(PC61BM)作為主催化劑，發光基團(DTBT)作為副催化劑，兩者混摻成複合催化劑並進行各種變因調控，製成催化效果最佳的有機光觸媒，應用於還原二氧化碳生成有用的燃料，達到開發再生能源與減緩溫室效應的目的，另外也可以應用於殺菌與分解汙染物。 利用氣相層析儀進行二氧化碳還原產物的定性及定量分析，複合催化劑光催化二氧化碳還原產物以一氧化碳為主、甲烷為輔，主、副催化劑混摻的催化效率遠優於單一催化劑，複合催化劑的主催化劑選用PC61BM優於選用C60，DTBT與PC61BM混摻莫耳比為1：1時一氧化碳的產率最佳，而莫耳比為2：1時甲烷產率較佳，若在反應瓶中添加氫氣或增加水量，皆有助於提高甲烷的產率。

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。