化學科

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。

在暑假時參加科學研習營，當中有一個有趣的雞蛋滲透壓實驗，當時引起我們濃厚的興趣，甚至互相比賽看誰的上升高度大。到高二上學期學了滲透壓這一單元，在老師的指導下，更清楚了滲透壓的理論基礎，可惜教科書上都找不到有關這方面的實驗，於是我們便興起了自己來研究的念頭。

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？

車用電瓶的蓄電力下降主因為極板產生了不可逆的硫酸鉛結晶，俗稱硫化。使電池恢復效能的方法之一：加入含硫酸鎂的化學試劑。本實驗利用鉛片自製蓄電池，模擬生活中電瓶在重覆使用下，其正、負極產生硫酸鉛的情形，並測定放電續航力。在電解液中加入不同濃度的硫酸鎂，其對極板結晶與放電續航力的恢復率呈正相關；實驗中發現，硫酸鎂會降低充電時陰極產生氫氣的速率。接著探討在不同的時機點加入硫酸鎂，結果顯示在充電前加入硫酸鎂的效果最佳。進一步研究不同鹽類(鎂鹽或硫酸鹽等)，其中只有硫酸鋁可提升續航力，而硫酸鋁、硫酸鎂和硫酸鉛三者皆為單斜晶系。最後，我們將此結果運用到車用電瓶上，發現硫酸鎂對其續航力確實有明顯提升。

聚丙烯酸(PAA)是尿布中吸水成份，我們發現其—COOH能螯合水中Ag＋，並在不添加其他還原劑的狀況下，成功地以照光或加熱方式製備出PAA-奈米銀粉末，而加熱方式僅需花費數十分鐘便能製得粒徑小且均一的奈米銀，大幅度縮短製程時間，深具環保與實用價值。製得PAA-奈米銀屬於固相粉末，我們發現0.1MNaOH(aq)及有機胺能有效將其溶解，而且有機胺溶解效果比NaOH(aq)更好。奈米銀溶液穩定性探討發現添加強電解質會造成奈米銀表面的電荷被減少，造成奈米銀粒子聚集，但添加非電解質醣類卻因其結構中具有-OH官能基及醛基能有效保護奈米銀，增加奈米銀溶液的穩定性。應用PAA-奈米銀溶液於抗菌纖維的製作，發現以添加方式將0.1MNaOH(aq)/PAA-奈米銀溶液加入於反應原料中製作耐綸纖維的方式最為合適。

各項液肥六週發酵後溫度、pH值變化不大，pH值不影響電壓與電流。經A菌發酵果渣、黃豆渣之電流與電壓較高，黃豆渣有異味，因此不挑選。三週發酵果渣A菌液肥添加3克幾丁聚醣有較高的電流、電壓，以之製備廚餘電池之電解液。奈米碳管複合材料與其他極板組之電壓、電流較弱，鋅-銅、石墨棒-鋅組較高；以鋅-銅(Zn-Cu)、石墨棒-鋅(C-Zn)組，經2組串聯，使LED燈泡發亮，3組串聯驅動時鐘、手錶。改良後電解液為發酵三週「果渣+鹿角萵苣」液肥，電極以備長炭-鋅(WC-Zn)，1組可驅動時鐘及風扇，節省空間、備長炭可吸附異味；以石墨棒-鋅(C-Zn)、鋅-銅(Zn-Cu)為電極，2組串聯驅動時鐘及風扇。

工業廢水中含有許多酚化合物，如果不加以處理就直接排放，將會對整個生態環境造成嚴重的污染。本實驗主要探討二氧化鈦奈米光觸媒在紫外光的催化之下對水溶液中含有有機芳香族化合物的降解反應，利用分光光度計來測量幾個代表性有色色劑的吸收度與穿透率來了解其降解程度，水溶液中顏色若是逐漸變淡即可表示有機物已經被分解成其他物質，處理到合乎於排放的標準進而達到淨化水質的效果。 本次實驗中發現在有機物不被紫外燈強度破壞的前提之下二氧化鈦量的增加以及紫外燈強度的增加皆會使得反應速率增加。

本篇利用改良過的暗箱及裝設光敏電阻，研究哪些變因會影響魯米諾的化學發光亮度。實驗結果顯示，氫氧化鈉、赤血鹽、過氧化氫及魯米諾的濃度，會影響魯米諾的發光亮度。魯米諾在低濃度時，濃度與發光亮度成正比，而抗氧化劑會抑制魯米諾的發光亮度，我們利用此特性做出單寧酸和維生素C濃度與發光亮度的檢量線，進一步判斷紅茶及綠茶在回沖數次後，紅茶及綠茶的茶水內抗氧化劑的相對含量。另外我們發現葡萄糖對魯米諾最大發光亮度有增敏現象，利用此一性質做出葡萄糖與發光亮度的檢量線，希望藉由此實驗開發出檢測人體血糖濃度的方法，作為糖尿病的檢測依據。

本研究研發燃燒時能釋放香味但不產生黑煙之芳香酒精凝膠，也進一步探討促凝劑對於芳香酒精凝膠所能維持凝膠時間之影響。本研究以酸鹼中和法（冰醋酸+氫氧化鈣）配製酒精凝膠，找出酒精與水的最佳體積比為 5.7:1，而氫氧化鈣在 0.5- 0.6g 與 0.8-1.0g 時，凝膠有較好的維持時間。選用添加杏仁油、香蕉油、橘子油與茉莉花精油：氫氧化鈣 0.5g 以上時，除香蕉油外，其他精油都有延長凝膠維持時間的效果。選用多元醇作為酒精凝膠之促凝劑，找到酒精凝膠維持時間達 3~5 倍者有四組：(1)杏仁油+葡萄糖 (2)橘子油+乙二醇 (3)橘子油+葡萄糖 (4)茉莉花精油+葡萄糖。探討溶劑整體極性影響酒精形成凝膠之實驗設計，包括測量添加物之醋酸鉀酒精溶液導電度與測量促凝劑酒精溶液的黏度。

在接觸到了驚人的BZ 反應後，我們開始著手研究相關實驗。首先，想藉由改變各種反應物的濃度，看看反應的結果會有什麼差別，並記錄下反應時間的平均差，以求出反應速率，並進而求得「速率定律式」，來了解反應的機制。另外，在一開始便想試試看，能否利用其他化學藥品取代原本的反應物，因為我們當然很希望能找到不同的顏色變化！此外，我們還由阿瑞尼士方程式求出log k 對1/T 的關係圖並求出活化能，驗證了阿瑞尼士方程式在振盪反應上應用的可行性。