化學科

我們的老帥在上自然科學第七冊第八單元悶熄蠟燭實驗時告訴我們：可由蠟燭的燃燒時問預測容積的大小，可是我們同學以及老師實驗了好多次．總是沒有辦法預測出來，因此引起我們同學研究的興趣。

有一天，奕政上自然課的時候，聽到老師對大家說：「小朋友們，現在你們每一組的桌上，都放著一個有刻度的量筒，量筒裡裝著水，你會正確地讀出水的容量嗎？」 對自然科學一向很有興趣的奕政，自信滿滿地回答：「我會。」可是當他朝量筒水面平視時，驚訝地說：「怎麼不像海水的水平線一樣地平？而是像天空的一彎新月！」 當時雖然經過老師的解說，叫大家眼睛平視彎月型的底部，所讀出來的刻度，那就是水的真正容量。但是奕政還是似懂非懂地在下課後追問老師：「為什麼上課時觀察到的水面不像一條水平線？」老師笑著說：「你們想瞭解其中的秘密，就讓我們來共同研究吧！」 於是，這次的研究活動就因此而展開了。

利用電解裝置說明一、 導線上由自由電子移動產生的電流可使磁針發生偏轉，那麼在電解時正、負離子分別往負極、正極移動所產生的電流也可使磁針發生偏轉。二、 由磁針偏轉的方向來判斷正、負離子移動的方向。三、 溶液上方及下方磁場方向相反且其磁場強度與電流大小有關這些皆與導線情形相同。四、 把磁針放在溶液中某位置時，因上方離子移動其電流所產生的磁場方向與下方離子移動其電流所產生的磁場方向相反，當兩者的強度相同，把磁針擺在這位置時，將不偏轉。

目前商業上，由於石油隨著時間不斷減少，帶起研究替代能源的風潮，燃料電池為近代訊束崛起的一項發明，花一些時間深入了解後，在電池的組成和燃料上，都引起了我們許多的疑惑，所以我們先試著組成一個模型，後再探討燃料對電池的影響，後根據實驗過程中，產生的問題加以研究改良，在我們的研究過程中，發現了許多可以研究的方向和發展的問題，也由於我們剛接觸燃料電池，所以我們再研究時的問題應該和大眾有的問題雷同，這份報告可以供給對燃料電池有興趣的初學者閱讀並了解燃料電池。

(一)當我們配製氫氧化鐵膠液時，一般方法是(註1) \r (1).以3g的氯化鐵溶於7ml的水中……(A) \r (2).以燒杯城盛水熱至沸騰……(B) \r (3).A加入B，同時攪拌起水解反應→生成赤褐色膠液 \r 而我們依此法配製出來的Fe(OH)3：膠液時，第 l 次，FeCI3，水溶液＋沸騰後靜置一下的水；第 2 次：FeCI3，水溶液十沸騰中的水。得到的兩種膠液竟顏色不同：第一次為淺赤褐色，第二次為探赤褐色。

本研究是分別利用細胞粉碎及磁石攪拌兩種方式，混合不同濃度的量子點前驅物，做成多種發光強度的量子點薄膜，並探討其對發光效率的影響。研究中藉由調整前驅物之濃度以控制量子點的發光效率。此外，為達到量子點長時間穩定的需求，實驗中在量子點溶液中加入高分子聚合物-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中，並且順利製造出實驗期待的綠光量子點膜。 藉由探討量子點濃度及實驗中的變因對量子點薄膜之發光強度、發光效率的影響，最後以藍光LED激發100μl的細胞粉碎綠量子點薄膜，再加入紅光，成功混合出白光。 研究結果顯示量子點薄膜混合出的白光色彩更飽和、色域更廣。期待未來有機會應用在新制顯示器如投影機、電腦螢幕等應用。

過去教材檢驗澱粉，皆討論其與碘液結合所生成藍色錯合物為主，然混合溶液中過量的碘液將會干擾藍色的呈現，不論在目視或是使用分光計都難以比較實際澱粉含量多寡，研究中，發現藉由控制碘液的濃度能迫使藍色錯合物以固體方式自碘液中析出，即推論澱粉與碘液的系統中存在溶解平衡Ksp(I2-starch(s) = [I2(aq)]m[I2-starch(aq)]n關係。將各種澱粉來源所得之藍色錯合物均以此法純化後，經過歸納法找到λmax=610nm，搭配本研究建立之澱粉檢量線A=23.669x-0.0413，對30種市售餅乾的澱粉作定量，發現乖乖的澱粉含量高達40%；將純化後藍色固體溶於水可得自製澱粉酶檢測液，賣點在於能更準確將澱粉水解曲線數據化；使用標準品α-amylase繪製水解網格以對應蜂蜜的澱粉水解曲線，就能大致判定蜂蜜所含澱粉酶濃度

本研究以生物學研究器材（立體顯微鏡）一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界；又以數學分析（碎形理論）計算金屬樹維度；再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。銀樹在不同介質（濾紙、洋菜凍）的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類，碎形維度1.77±0.17；銀樹似枯枝狀，維度1.65±0.04。顯微鏡下，紅褐色銅樹如珊瑚，銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀，則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式（平放、斜插、直插）而有差異。本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算，誤差很小，值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。

打從國中開始，只要提到氫氣和氯氣的化合反應！老師都會不厭其煩的說這個反應有爆炸的危險，氯氣有毒，反應時不能見光....等原因，對這類實驗總是略而不做，當時對老師的話總是深信不疑，但是上了高中以後，對化學的課程接觸了更多，對這個實驗的興趣更濃，疑問也更多，是不是一定會爆炸，有沒有簡易又安全的實驗方法呢？是不是所有的光都能引起這個反應？這個反應從誰開始，氫還是氯呢？這些都是引起我們研究這實驗的動機。

自製的簡易光度計「方」「程式」，是以大大小小「方」形積木，組合成合適的反應系統，運用智慧型手機內的感光元件，搭配科學日誌App軟體裡的照度計，或與硬體Arduino「程式」來控制光源或感測元件，測量硫代硫酸鈉與鹽酸反應終了的光度變化，替代以肉眼目視的缺點，也可測定不同濃度的硫酸銅溶液與有色的果汁溶液，均可以有一定的參考依據。「膠碘」溶液：聚乙烯醇-硼酸-碘液系統，會使溶液呈現藍色，PVA濃度太濃時會有結塊情形；5%硼酸體積若低於整體體積約20%，將導致溶液沒辦法顯色；但0.0125 M碘液體積可以減量到整體體積的3%都還能顯現藍色。我們可以用PVA-硼酸代替澱粉，在丙酮的碘化反應中，當作判斷反應終了之指示劑。