化學科

最近學校剛做完“碘的製備及鹵素離子的檢驗 ”的實驗，覺得缺點不少，而且實驗手冊上對於反應方程式隻字不提，頗令人有知其然而不知其所以然的感覺，而與同學在一起做實驗時，又偶然發現硫酸銅加碘化鈉會產生碘，因此使我們想要研究並改進本實驗。

有一次上自然課，老師教到葉子行光合作用，會產生澱粉，我心中不禁冒出許多的問題，哪些植物中含有澱粉呢？澱粉加水煮過後有何反應呢？澱粉有什麼用途呢？澱粉都是白色的嗎？於是我約了幾位有興趣的同學並請老師指導，開始了這一次的實驗。

藍晒圖是利用檸檬酸鐵銨與鐵氰化鉀調配成的感光劑，塗在紙上經過曝光、水洗、晾乾等程序，產生深藍色的影像而得名。藍晒圖的成功關鍵有四個條件：(1)適當比例的檸檬酸鐵銨與鐵氰化鉀混合的感光溶液比例60:40，會曝晒出最漂亮的普魯士藍。(2)太陽光是最佳的光源，且藍光是影響藍晒感光的主要色光。(3)最佳的沖洗液是中性1%的雙氧水溶液，顏色鮮明且艷麗。(4)藍晒圖的紙張選擇很重要，我們以紙張的吸水性、紋路、磅數來選擇最適合的紙張，日本水彩紙300磅就是不錯的選擇。藍晒也可以調色，用紅茶、綠茶等浸泡都有不錯的調色效果，藍晒調色也可以淡化、加深。用藍晒法可用來檢測市售抗UV產品的功效，也可以檢測紫外線指數。最後我們用藍晒法製作書籤和相片。

一、 本實驗最大特點在於使同一個實驗模式，從事三個不同的研究，分別是雙氧水分解反應的研究；金屬克當量的測定；及分子量的測定。二、 在本研究使用三種不同催化劑，以 PbO 存在下的活化能最低，Fe存在下的活化能最高，實驗結果顯示雙氧水的分解，以非勻相催化劑的效果較佳。三、 經本研究發現，雙氧水把 Fe氧化成 Fe，再由 Fe催化未反應的雙氧水。此結果與教科書上所言不同，我們感到這是個有趣的發現。四、 本研究所改進的金屬克當量實驗，操作上更方便容易且能快速的得到實驗數據，而實驗誤差也都在 2%以下，故不失為一個準確的實驗方法。五、 本研究所應用的分子量測定實驗，不需精稱反應物的用量，方法非常方便。

本校為基隆市科學研習中心學校之一，參加科學研習時，凡是課木沒有明確說明的部分，或實驗結果不明確，誤差太大的，我們就在老師的指導下，進行研究並加以改進。

在本實驗中，我們利用不同的溶液以及混合液的方式，來減緩沉澱速率，原先我們使用重量分析，看濾紙沉澱量多寡，來比較沉澱速率的快慢，但因濾紙過濾太耗時，且誤差值也大，而且實驗並不是在同一個系統下完成，因為無法證明在相同時間內，兩支試管所產生的沉澱量相同，發現之後我們便製一暗盒，使用紅外線筆照射光敏電阻，而此物質對光的接受程度十分敏感，可以用來探討沉澱量的多寡，對於產生誤差的機率及次數都會明顯減少，所以就可以確定在同一時間內，不同的溶液中，電阻值有無明顯變化，這樣便可以知道在不同的溶液時，沉澱量的多寡。根據實驗所得的數據，便可證明其沉澱速率有無減少。

本校新建大樓的鐵窗裝上幾天就銹蝕了，氧化銹蝕之速率驚人，為什麼？使我們聯想到化學課本第一冊第二章習題作業中「鐵生銹非有水及空氣兩種東西不可」，而基隆氣候多雨水，同時靠近海邊，空氣中含有海水中之鹽類較多，是否鹽或其他物質也會使鐵銹蝕之速率增快？因此我們著手研究。

回想作實驗時，我們常會使用催化劑來加快化學反應的速度。 \r 例如：我們在利用雙氧水製氧時會利用「二氧化錳」為催化劑。但觀 察大家使用完二氧化錳後即行丟棄，不夠環保，且“「錳」又是重金屬，易造成環境污染。故我們想：如何可以改善這些缺點而達不浪費資源又環保的原則呢？而「二氧化錳」又是雙氧水製氧中唯一可行的催化劑嗎？是否可利用日常生活中隨手可掬的有機物(如家中的蔬菜水果??等)作為取代「二氧化錳」的催化劑呢？如果可行，豈不是經濟又不會造成污染嗎？ \r

我們想一個最普通的實驗，再加上巧思與儀器改進，以另一種更細微的角度，去捕捉化學反應過程中的真實面，那會給我們什麼樣的驚訝呢？一開始我們著手從網路中搜尋一份有關於 H2O2 的科展作品( 34 屆全國佳作)，其中給我們莫大的啟示。在著手之前，不斷地省思前人的數據，以及操作時可能面臨的種種問題，總是希望有一部較精準的儀器，可將此日應的每一刻過程，詳實的記錄干來。歷經操作儀器的改進，設計儀器的困窘，數據分析與理論的衝突，終於把這份作品呈現出來。

由於實驗課本的鋅銅電池裝置，輸出功率不及一毫瓦特，以致不具實用性。在歷屆中小學科展中，已有不少改良鋅銅電池的作品，但仍不具有實用性。而且仍有許多可能影響電池電流的變因未經探討，因此引發我們進一步研究的動機。由於市售乾電池已具有鋅極，所以我們希望能回收廢電池，將其改裝為功率與市售乾電池相當的鋅銅電池。