化學科

鎂合金的用途廣泛，但表面容易被腐蝕。因此，近年來有研究利用鎂表面氧化還原生成薄膜隔絕腐蝕環境的腐蝕，本研究即是利用鈦離子進行表面處理。實驗一，因為鈦離子在較高pH值下容易氧化，因此本研究即使用錯合劑去增大鈦離子穩定的pH值區間，結果酒石酸薄膜為黃色，其餘皆為白色而又以草酸及檸檬酸兩種化成之薄膜最特殊。實驗二，本實驗針對鎂片放入角度(包括鎂片面、邊與水面夾角)做了改變，希望能找出控制其紋路之變因。結果顯示檸檬酸對鎂是侵蝕的溶液。而影響的因素推測是氫氣泡會造成局部對流進而使局部腐蝕加速，形成紋路。實驗三，本實驗改變pH值、溫度，找出草酸薄膜的最佳生成條件，結果顯示pH=3，攝氏15度的薄膜抗腐蝕度最佳、而同酸鹼度的25度有鈍化現象產生。

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。

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。

在一次偶然經驗中，我們得知：於濃度恰適的 AgNO3 溶液中，置入 Hg 數滴，可生成潔白晶亮的 Ag 晶體；但，何謂恰適的濃度呢？又，在 AgNO3溶液中添加酸、鹼；或改變如 pH 值、溫度 … … 的變因，對晶體之長成又有何影響呢？在尋遍群書，若無解答的情況下，我們想自製些簡易的實驗來追求結果。

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。

「藍瓶」實驗是利用還原糖加入氫氧化鈉、亞甲藍溶液，使之發生藍色的亞甲藍變成無色的亞甲藍的氧化還原反應。 本次探究的起因主要是因為在自製藍瓶實驗所需的葡萄糖過程中意外發現黃豆水中的植酸有可能與亞甲藍產生氧化還原反應。本次探究主要分成三個部分，第一部份檢測在不同條件下黃豆水中葡萄糖的濃度，並確認黃豆水中讓亞甲藍變色的主要物質為植酸，第二部分進一步利用分光光度計測量反應中亞甲藍的透光度，以其數值判斷反應時間， 再以分光光度計測量固定時間內藍色亞甲藍的變化量（反應速率），藉此探討不同種類的糖類、不同濃度的糖類、植酸、果糖、氫氧化鈉影響其反應速率的程度。 第三部分以本次研究結果為基礎延伸其應用價值。

廢棄乾電池之碳棒可為惰性電極之材料，鋅殼材質可當作一般鋅片使用，電解質經純化過程所得之錳氧化物，與一般實驗室之二氧化錳對雙氧水之分解催化能力相當。以電子天平連接電腦紀錄重量隨時間之損失量可用來定量一些化學反應之反應速率。反應溫度每升高10℃，則反應速率增加2倍之說法有活化能大小及溫度適用之限制，利用阿瑞尼士方程式可計算出MnO2催化H2O2之活化能值約75 KJ/mole，鋅片加鹽酸活化能為60KJ/mole，大理石加鹽酸之反應活化能值41 KJ/mole。碘鐘反應微量化實驗有其實際執行上之困難，而以改良型光敏電阻實驗可得到此反應速率定律式為r=k [IO3-][HSO3-][H+]，且該反應之活化能為34.7 KJ/mol，而在溫度20.4℃升高至29.4℃時，理論與實驗皆證實其反應速率增加為1.5倍。

去年暑假經過聯考的奮戰之後，大伙兒決定到麥當勞辦個慶功宴！在大塊朵頤、啃著炸雞的同時，看到廚房中一大桶的作雞油，這使我們想到，近來食用油脂的健康越來越受社會大眾重視，我們便決定要對油的自氧化過程加以研究。

2014年7月31日發生震撼全臺高雄氣爆令人驚心，於是決定要研究這個方向。 研究利用玩具地雷包模擬氣爆機制，找出地雷包的材料為檸檬酸水溶液及小蘇打粉，45屆科展利用氣球測定爆炸威力不明顯，我們用油罐車效果佳，知道檸檬酸、小蘇打粉及水之間爆炸威力效果最佳比例，發現爆炸後會產生二氧化碳，可以降溫滅火，管道傾斜度90度爆炸效果佳使用材料少，管道形狀I型> L型>U型>O型>S型，I型的膨脹效果最好。 利用熱虹吸效應及滅火原理完成了感溫變色地雷包滅火器設計並實際滅火，考慮到了地雷包滅火器的比例、感溫變色示警機制、感溫變色裝置及放置位置、防災管道配置原則等因素，設計隨身型滅火器及智慧型滅火裝置，完成一棟智慧型測溫防災建築。

小蘇打用在乾粉滅火器。將小蘇打混成紙球在火上燒，紙球受到火的作用不會起火，摸起來不燙，希望找到材料組合，火災發生時對起火點產生延遲效應，爭取逃生機會；首先使用不同材質的紙與小蘇打混合，觀察加熱效應，因紙球易散掉，接著討論黏著材料，再將不同物質與酒精混合燃燒，測試燃燒時間及對流產生的溫度，結果發現小蘇打可延遲火勢產生降低溫度，其次使用浸泡矽酸鈉的紙作耐火木材，實驗發現泡矽酸鈉的紙不會起火，再將矽酸鈉與小蘇打依不同比例混合，發現7：3比例混合物最硬適合做建材替代品，最後製作幾種耐火製品，發現小蘇打及矽酸鈉相關製品可延遲火勢降低火焰溫度，火災發生初期可爭取逃生機會，減少悲劇發生。