化學科

從媒體報導及文獻研究顯示蝶豆花富含花青素具有良好的抗氧化效果，所以我們想針對蝶豆花進行抗氧化力的深入研究，針對不同水溫、沖泡時間、靜置時間及在花茶中添加檸檬汁、牛奶、果糖等不同物質，分別研究探討蝶豆花的抗氧化能力。 研究結果顯示，以高溫沖泡五分鐘的抗氧化效果最為良好，靜置時間愈長則會使其抗氧化性變較差，在茶中添加物質方面，發現牛奶可增加蝶豆花茶的抗氧化力，但添加果糖和檸檬汁則會降低其抗氧化力｡ 因此蝶豆花茶最適合的是高溫沖泡，現泡現喝並且可搭配牛奶一同飲用，可讓抗氧化達到最佳效果。

這個研究在探討：竹筒裡是真空的嗎？還是有空氣呢？如果竹筒裡有空氣，竹筒裡是否含有二氧化碳與氧氣？如果竹筒裡有二氧化碳與氧氣，二氧化碳與氧氣的含量是多少？竹筒裡會不會產生溫室效應呢？本研究的特點：我們想以五年多來自然課所學到的知識與實驗方法，利用自然教室的基本設備，進行以上的探究，希望能揭開竹筒裡的奧秘。由於沒有精密的檢測儀器，我們就設計了竹筒裡的氣體與人體呼出的氣體、普通空氣的比較實驗。因為人體呼出的氣體與普通空氣的含量，書本中有數據可以參考，我們可以將實驗的結果進行相對含量的測定，推估竹筒裡的氣體中二氧化碳與氧氣的含量。

為了探討影響製作肥皂的各種因素， 本研究首先從原料中各種不同的油脂類著手，接著分析相同的脂肪加入不同濃度及不同種類的鹼液製作出來的肥皂有何不同？除了探討成分原料之外，我們也研究在製造的過程中，加熱、加酒精及鹽析是不是絕對必要， 加和不加有何差別？製作出來的肥皂，我們探討它的pH 值及去污效果，加入不同的添加物會不會有不同？另外，我們使用回鍋油來製作環保肥皂， 並改進它的顏色及外觀。我們將實驗的成果一一貼上標籤， 讓有興趣的研究者能細細分辨它們之間的不同。最後， 提出我們對課本肥皂實驗的建議， 包括所使用的油脂和鹼液， 操作實驗時的安全注意事項等等， 並且拿老祖母時代所用的肥皂來做分析和比較，希望把我們研究的結果和大家分享。

原理 : NH4Cl + NaNO2=>N2 + 2H2O + NaCl 反應速率：R=k[NH4Cl]m[NaNO2]n 活化能: k=Ae-Ea/RT 本實驗以NH4Cl及NaNO2的水溶液為主要反應物製造氮氣，測量出此反應之基本數據後，再以NH4Br或KNO2取代原反應物，探討不同離子、濃度、溫度......對產生氮氣之反應速率的影響。 實驗中，我們發現溫度及濃度為影響反應速率的主要因素，藉由實驗數據亦可得知此反應R=k[NH4Cl]1[NaNO2]1 為二級反應。再由計算出的反應速率常數，可算出反應活化能，並由此得知反應速率與溫度的關係。均相反應中依碰撞學說所說，反應物濃度愈高，總碰撞次數及有效碰撞的機會愈多，故速率愈快。

第二冊化學課本第七章之實驗7 -3.2利用氯和氫反應生成氯化氫的體積關係，算出化合之克原子數比而求出氣化氫的化學式。因為這實驗有爆炸的危險，所以一般老師為了安全，都不作此實驗。既知如此，這實驗豈不沒有存在的價值？所以我們希望修改這實驗，使其不再有爆炸危險；同時又能達到相同目的一一求出氯化氫的化學式。因此我們作了兩種嘗試。

本實驗最初在探討如何縮短手工製皂的等待期，後經文獻探討及詢問專家得知等待是為了讓「鹼性消褪」及「水分消散」。實驗後發現肥皂的鹼性下降並不明顯，故透過重量變化、硬度變化及含水量變化來探討水分變化情形，並利用自創的「SPA法」，以△RH%來表示水分散失程度。△RH%越小，水分散失多，肥皂越熟；反之，肥皂不夠熟。同學參考實驗結果，自己定義出肥皂的熟成終點△RH%=15%，最後利用不同方法加速肥皂熟成速度，結果發現將肥皂置於除濕機出風口上方8小時效果最好，能有效縮短肥皂熟成的等待時間。

在高中化學實驗七(銅在硝酸銀溶液中的變化)實驗結果析出的銀晶體常為灰白色或黑色。實驗廿四(氧化還原反應)中西出金屬銅及金屬鉛的晶體也都為黑色，而非存金屬的顏色，此結果常引起同學的懷疑。

本研究使用水珠結晶法，以低倍數顯微鏡，快速且容易的觀察到結晶的細部變化。再以加蓋、過濾、重力與音波為變因，探討其對晶體成長的影響。過濾可以去除晶種，使晶體呈現分散式生長的機率高。加蓋蒸發慢，晶體成長慢，容易有高透明度的規則晶體。水珠中過飽和度濃度的高低與均勻，會影響晶面上各點的成長速率。速率不一致，晶面上會出現紋路。高頻率聲波，疏部與密部也會造成晶面旁的濃度時高時低，導致晶體出現不規則。反觀晶型只與離子半徑比有關，離子半徑比0.414~0.732間，會形成立方晶系（正立方體晶體）。但若半徑比越接近0.414，晶體越容易吸水，形成含有結晶水的晶體。半徑比越接近0.732，越容易形成長棒狀的晶體。

目前常以清潔劑 (界面活性劑) 作為製作泡泡的基材，為了延長泡泡的存在時間，我們經過觀察後，假設泡泡的消失是因為水分逸散，因此選擇添加具有保濕能力的甘油。將一定濃度的清潔劑溶液配成後，逐次增加甘油的劑量，每次增加0.5g，測量不同甘油濃度的清潔劑溶液，影響泡泡存在時間的長短。實驗結果是：甘油的濃度愈高，泡泡存在的時間也就愈久，證明我們的假設成立：保持水分可以延長泡泡的壽命。由於推測甘油的保濕與其具有多個氫鍵有關，因此另選用乙醇、乙二醇及乙酸等具不同氫鍵數之藥劑做比較，從結果中亦發現含有氫鍵數愈多的物質，讓泡泡平均存在的時間愈長，證明氫鍵確實是使甘油具有保濕能力的因素之一。

本研究是資優班獨立研究課程的作品，就 41 屆科展研習活動中所發掘的問題做(一)碘酒、澱粉液的濃度越低，交互作用後的變色反應越淡，濃度越高，變色越深。利用滴入碘液的變色深淺，可判定植物體澱粉含量的多寡。(二)碘酒滴入高溫澱粉液中，不會立即變色，冷卻後藍黑層才由上而下漸漸下沉。(三)碘—澱粉的藍黑色的混合液加熱會變色，是碘昇華的緣故，冷卻後會由下而上回復藍黑色；但持續增加加熱時間，冷卻後不再回復藍黑色。(四)探討碘－澱粉混合液變無色的其他可能因素，並了解氧化還原劑的對應組合及特性。(五)可用滴定碘－澱粉混合液的變色反應，來檢視溶液的酸鹼強度。大驚失色?碘-澱粉混合液變色的研究