化學科

探討是由哪一種色光引起氫氣和氯氣的反應？氫氣與氯氣反應是由誰先開始?並設計一種安全操作簡易的氯化氫合成器。另外由色光所含的能量來了解氫氣與氯氣的反應機構。並在實驗研究的過程中引發的一些問題，做進一步的探討。

「超級黏土」不但能耐熱、耐冷，在海水以及強酸、強鹼浸泡下，都無法影響它的超強黏固力，它能緊緊黏住物體，固化後還具有可彎性，且具有彈力。我們分析它的成分還找了各種材料，並用自製測量工具：黏固力、彈力、酸腐蝕測量工具進行檢測，嘗試做出類似「超級黏土」及創意產品。經實驗得出：(1)超級黏土的成分有滑石、聚矽氧烷、甲基三矽烷等，實驗證明它有強的黏固力、彈力、耐熱、耐冷、防水及防腐蝕的性質。(2)自製超矽黏土：25公克滑石粉加20公克中性防黴矽酮加2公克玉米澱粉，性質最接近超級黏土。(3)我們用自製超矽黏土修補許多破損物品及捏塑生活用品，更加入夜光以及能感溫變色的物質，發展出既經濟又實用的創意超矽黏土。

燃料電池以鉑棒做為陰極和陽極，其價格昂貴且效能不理想。本實驗探究影響鉑與碳黑間的相關變因。由實驗結果發現最佳條件：鉑含量20wt％催化效率最好；而震盪時間會影響觸媒的分布，其中以震盪3小時表現最好；還原溫度可以改變反應速度，以80℃的效能最佳；還原劑的種類更直接地影響前驅物還原的效果，其中甲醇的還原力比乙醇高。經檢視觸媒的TEM照片，我們發現造成觸媒效能低落的元兇為「成核反應」，過多的鉑會聚集成塊而降低表面積；震盪越久使顆粒細小、表面能上升聚集成團；還原溫度高使得反應速率快，溶液中出現大量、細小的鉑晶核，使得鉑顆粒的表面積/體積比太高，非常不安定，讓其更容易聚集，也影響反應效率。

地球上的能源日趨銳減，人類所製造出的垃圾遠多過於能使用的能源。能否將這些垃圾變成可以使用的能源是我們想探討的問題 。工業革命後，全球慢慢由農業社會轉型成為工商業社會。工廠需要像石油這種可以產生動力的能源 ，人類需要依賴天然氣或瓦斯來烹煮食物、燒開水…等。但是這些能源並不是用之不盡 ,取之不竭的。所以我們想製造一種既可以減少垃圾量，使用後又沒有污染的能源。希望達到環保與再生的目的。為了尋找這種能源，我們詢問過老師，也查過資料。我們發現酒精是一種燃燒後只會產生ＣＯ2跟Ｈ2Ｏ的產物的能源，比起其他能源使用後的產物還要來的乾淨，環保許多。酒精要如何製造呢?這學期自然課中，我們學了「有機化合物」。有機化合物中的「乙醇」也就是酒精，可以利用葡萄糖加酵母菌發酵製成。哪些材料可以做為我們這次實驗的材料呢?我們在街道、農莊、水塘與家中看到許多的垃圾，它們都是碳水化合物；像阿公家種的稻子，收成後不要的稻殼、路邊攤賣甘蔗的小販削掉的甘蔗皮、廚房已經發了芽的甘藷、菜市場菜販丟掉的玉米苞、水塘裡處處可見的布袋蓮以及椰子殼內的椰子肉，都是我們實驗的對象。實驗中我們討論什麼樣的材料最適合製造酒精。並且探討影響酒精產量的因素如：趜菌量的多寡、葡萄糖的濃度、發酵環境的溫度、發酵環境的pH值。經過半年多的實驗研究後，發現選擇的材料中以甘蔗最佳。且配合最佳的發酵條件，可以製造出濃度20%的酒精。我們真的把垃圾變成黃金了!

常用定量分析方法有傳統滴定法，但此方法較費時且藥品耗用量較大；另一種光譜分析法，準確度較高，但是分析儀器昂貴。本研究欲發展一套簡便、快速的定量分析方法--快速色差法，主要是利用數位相機對溶液照相，利用電腦影像軟體photoshop擷取L、a、b數值作分析，求出其色差(ΔE值)，利用ΔE與濃度的線性關係建立檢量線，再求得待測溶液濃度。將此方法運用於量測高中課綱比色法實驗，大大提升了量測平衡常數的準確度，提供較客觀的判讀方式。操作實驗時先按照一般步驟利用人眼去判斷標準液與未知液之顏色差異，接著再將兩管溶液分別倒入燒杯中，利用我們所建立的裝置搭配電腦軟體去判讀色差，比較兩種方式所算出的平衡常數。

化學課本中層述及電解液導電度隨濃度增高而變大，然而導電度是否隨濃度升高而無限上昇呢？又除濃度因素外，是否有其他變因？其影響又如何？故欲藉此實驗作一番探討，俾使同學們對電解的導電度能有一全盤的瞭解。

金門盛產石蚵，石蚵養殖產業，不只是金門重要的經濟產業，也是金門重要的美食料理；在今沙美地區復國墩遺留大量的貝塚化石，發現金門石蚵採集可追溯至距今七、八千年前，而現今以花崗岩石條式養殖為兩百多年前明萬曆年間傳入。 但石蚵除了食用之外，它的全身更都是寶！ 經過實地考察、訪談，我們發現蚵殼可以運用在建築、防洪、鋪地…等方面，此外，我們更針對改善土壤酸鹼值進行研究，在土壤中加入不同時期的蚵殼，觀察酸鹼值以及植物生長情形，實驗結果如下： 一、蚵殼粉對於改善土壤酸鹼值有實際影響。 二、較細的蚵殼對於改善土壤酸鹼值影響較高。 三、放置六個月的蚵殼對於土壤酸鹼值影響較高。 四、蚵殼粉對於植物(小白菜)生長情形有顯著影響。

本實驗探討於不同生長環境條件(如溫度、溼度)下，稻米發芽時其化學成分與性質改變的情況。我們用碘液遇到澱粉及本氏液遇到葡萄糖會變色的現象，來研究其澱粉和葡萄糖含量的變化、以「縮二.檢驗法」測量蛋白質的含量變化、以導電度測離子含量的增減、以pH計觀察酸鹼性的變化，以KMnO4 酸性溶液滴定紀錄發芽米的抗氧化能力，另外還購買「亞洲瑞思公司」所出產的發芽米進行比較，進而探索「發芽米」的奧秘。我們發現發芽米中的養分經過酵素分解後，其化學物質的分子會比未發芽的米小，有助於胃腸較不好的人吸收。於澱粉及葡萄糖的測定實驗，我們發現澱粉的含量隨發芽時間的增加有下降的趨勢，而葡萄糖在未發芽時則有上升的趨勢。一旦發芽後，葡萄糖的含量因當作發芽時所需的養分而含量減少。\r 在KMnO4 的滴定實驗中，我們發現發芽米的抗氧化能力有日漸提昇的現象，有助於防止肌肉老化。另外我們仿造身體的消化模式，測量發芽米燃燒的pH 值，發現有愈來愈高的趨勢，有助於維持身體的酸鹼性。最後，在導電度的檢測中，我們發現稻米隨著發芽的天數增加，導電度逐漸上升，表示發芽米中離子的含量逐漸增加，有助於維持身體的機能。結果顯示稻米處在溫度35℃下、發芽二天時，對人體是最適合的。

本實驗是將兩片偏光片、白光光源、雷射光源及刻度盤組裝成簡易旋光度計。先用偏光鏡產生出一道偏振白光，經過有旋光性的糖漿偏轉後，不同色光因此分離，再用一片偏光鏡將不同偏振方向的偏振光過濾後，在屏幕上顯出不同的色光。我們也利用糖漿的旋光性質製作出一個可產生七彩色光的手電筒。同時，我們希望利用此簡易儀器測出糖水溶液的濃度對旋光度的影響，並利用此結果，可由旋光度比對出糖水的濃度。 實驗結果顯示，路徑長、濃度及雷射光的頻率與旋光度均有線性關係。

自然教室裡，有以前上課的教具，很像市面上販售的黏黏手玩具，激起大家研究「QQ變形蟲」的好奇心。由查詢資料發現半液體形態的「QQ變形蟲」是利用膠水和硼砂結合形成的透明果凍狀物體 。透過展性、延性、彈跳能力裝置的測試及各種製作變因控制，進行一連串的研究與實驗，我們發覺許多影響QQ變形蟲性質的原因，讓QQ變形蟲除了好玩之外，產生學習科學的意義。