化學科

我們發現有些水溶液結冰後會推擠溶質到中央匯聚成顏色較深的區域，但有些溶液卻不會，到底是什麼原因造成此現象的差異？於是我們操縱各種變因來觀察它們對溶液結冰時溶質匯聚表現的影響。 實驗發現並非所有的濃度都會匯聚；不同溶質的匯聚情形也不同；溶劑所含雜質越多匯聚效果越差，且結冰後氣泡分布也各有特色；上下等寬的容器呈角錐狀匯聚，下窄上寬的容器則為柱狀匯聚；先結冰的地方會推擠溶質到後結冰的地方且結冰速率越慢匯聚程度越好；最後我們利用保麗龍包覆+重力方向來控制結冰順序使冰晶推擠力達到加倍的效果，再透過自製離子濃度檢測器發現冰塊中溶質匯聚區的濃度並非均勻一致，而是依結冰的順序而有低、中、高的「濃度梯度」現象。

使用便宜的塑膠針筒及一些簡易的實驗器材，便能創造出接近真空的實驗空間，重做格銳目的氣體逸散實驗，驗証擴散定律。此舉除了減少抽真空的設備，也能改善現行版本比較複雜的裝置，提高實驗的可行性及準確性。由實驗結果得知，待測氣體透過愈細的針頭逸散，其實驗結果愈符合格銳目的擴散定律；待測氣體逸散至愈大的真空容器中，其實驗結果愈理想。將不同的待測氣體各 5mL，分別透過細針頭逸散至 50mL的真空容器中，記錄其逸散所需的時間，並將逸散速率對分子量平方根的倒數做圖，其線性迴歸的R2值能達到0.95以上。另外，經由實驗驗證單一氣體或混合氣體的逸散速率均合乎銳目的擴散定律。因此未知氣體的分子量亦可經由本實?求出逸散速率，再將其值在迴歸直線上做內插法以求出分子量。利用實驗結果設計一示範實驗，能用眼睛直接比較分子量較大的氣體逸散速率較慢。

那天校外教學，大家都快樂無比，當老師說可以開始吃午餐時，大家都迫不急待的拿出最豐富的午餐開始享用，只有歆寧一個人，還在那兒等，說什麼她帶了熱便當，只見她將餐盒外的繩子一拉，咦！一下子，便當真的變熱了，真是神奇！盒內到底藏著什麼東西？為什麼繩子一拉，就會使 “ 冷便當”變成“燒便當”，好想看看、研究研究，便利用課餘時間，買了好多 “燒便當”，大夥兒一起開始動手做實驗！

設計可改變溫度的儀器，觀察本氏液與醣類的反應過程，提出“氧化亞銅顆粒”的模型說明定性觀察結果與定量的檢量線關係。當Cu2O的量愈來愈多，顆粒因晶體的成長或溶質粒子的締結、聚合，粒徑愈來愈大，溶液透光率變差，電阻上升，然後Cu2O顆粒成長到接近雷射光波長附近，產生繞射，光敏電阻接受到的光量不變，致使電阻值呈現水平滯留狀態，顆粒繼續變大後，繞射現象消失，大顆與多量Cu2O，使電阻又上升，最後電阻不再上升，且更大顆的Cu2O產生不規則散射，電阻與時間關係圖有棉絮化散開現象。並以此顆粒特性推導出反應速率與溫度、濃度定量關係，再將此檢量線應用於檢測葡萄糖的濃度。

經由我們自製的電解動態電解質溶液裝置，可以測得在短距離(3cm)內的電流。動態電解質溶液在外加不同電壓下，經由I-V圖，依舊會符合歐姆定律得到線性關係。在相同V時，兩極距離3 cm下，動態電解質的電流約僅為靜態的1/3。各項變因下之測試：改變電壓、兩電極距離、電解質種類、濃度、黏滯性等，電流大小會與電解質濃度有正向關係、與兩電極間的距離成反比關係，濃度、黏滯性、流出水柱的環境、對水柱加壓等可以影響流下水柱的連續性，拉高兩電極的距離。雖然以活性電極鐵當電極進行電解，但仍以電解水為主要反應。經由自製膀胱模擬與估算，在水柱連續的前提下，電影裡對著通有電流的電極尿尿會觸電的情節是有機會可以發生的。

沼氣存在我們的生活四周，只要是臭水溝、池塘、下水道等都有非常多蘊藏。台灣早期養豬戶便大量利用沼氣作為畜牧場裡電力、熱能的來源。國外也有把沼氣發電應用在垃圾掩埋場，創造廢棄物更多附加價值的例子。於是我們嘗試用生態池裡的泥巴加上廚餘來製造沼氣。發現產氣量在基質濃度較高、醱酵瓶周圍溫度較高、基質pH值接近中性的環境中產量較高。國內家庭廢棄物裡，廚餘就佔了不小的量，若能建置完善的回收機制與發電設備，不但能減少垃圾量，也提供解決能源問題的方法之一。

自由基是一個帶有不配對電子的化學單位，根據近代化學動力學的研究，自由基常為中間過渡產物，本研究利用氫氧自由基與其他化合物的反應以間接檢測氫氧自由基的存在。研究者由文獻資料分析，先選用二甲基亞?(dimethyl sulfoxide, DMSO) 做為氫氧自由基捕捉劑，而DMSO可與氫氧自由基發生反應產生甲醛，並利用簡易檢驗醛類之方法間接推測自由基的濃度，以此檢測法測試光觸媒是否產生氫氧自由基。除了對DMSO的研究，本研究重新定義自由基捕捉劑，研究者藉氧化還原電位找出分解氫氧自由基的理想催化劑-Co2+、Ag+，並利用自由基分解所得之產物-氧氣，來定量自由基的存在量。

為了受重金屬鎘污染土地尋求最友善的復育方法，我們嘗試在不同環境下，探討在模擬的鎘污染土壤，添加不同比例的天然資材對小白菜吸收重金屬情形，結果顯示，澆灌酸雨，添加「牛糞」或「稻草桿」堆肥後種植小白菜，可以促進受鎘污染土壤的鎘移除率，達到友善復育土地的效果。本實驗結果「稻草桿」及「牛糞」成為復育受鎘污染土壤的「鎘鬥大明星」。

在一次偶然的機會中，老師教了我們「滲透作用」的實驗，於是我們想著，如果以相同的道理來推測，使破壞植物生長的害蟲發生「脫水」現象，不是就可以消滅它們了嗎？大家將這個構想跟老師說，老師鼓勵我們「科學是不斷嘗試失敗後才能獲得成功的喜悅的」，不論其成與敗，我們就展開了這小小的實驗。

記得小時候去鄉下時，曾見過外面積水容器內有腐爛的葉子，其葉脈清晰可見，而容器內有許多小蟲，天真的我一直以為那是小蟲子吃掉葉肉，才造成葉脈顯露出來，直到我看了相關書籍後，才曉得真正的原因，也因此興起我研究的樂趣，於是，在老師的帶領下，我們幾個好奇寶寶便開始我們的研究之旅。