化學科

我們喜歡動手作實驗，課本裡的每一實驗均被我們作過，理論與實驗仍十分配合。唯有電解水及燃燒熱讓我們感到困惑，或因誤差大，或因裝置不良等。因此請教老師，老師告訴我們：「要有客觀的實驗數據才能支持你們的看法。」同時給了我們兩本科展優勝作品專輯，要我們先收集資料，再作大膽的假設，動手實驗小心求證。

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。

水果皮富含酯類，摩擦後會散發出令人愉悅的氣味，目前水果精油已廣泛應用在食品或香水等產品中，透過午餐廢棄水果提煉出芳香酯類添加在金門高梁酒及指甲油中成為另類商機。 本研究利用酒精溶劑來初步萃取鳳梨、檸檬、香吉士果皮中的芳香酯類，經過濾蒸餾冷凝來萃取芳香溶液，結果顯示越晚蒸餾出來的溶液，芳香味道愈濃郁，且折光甜度計測出之甜度數值也隨之降低，間接證明天然水果芳香酯類濃度愈高，甜度數值愈低。利用廣用試紙檢驗萃取蒸餾溶液酸鹼性，愈晚蒸餾出來的，試紙呈色愈偏深綠色，推論產生的芳香酯類導致溶液偏向中性。 利用水玻璃與萃取出來之檸檬或鳳梨芳香酯類互相混合後製成指甲油，不需使用任何揮發性毒性有機溶劑的環保性指甲油。

國中化學教材中，製氫且需點火的實驗包含有 5-1 (氫在空氣中燃燒)和 7-2 （氫在氯氣中燃燒），課木曾提到利用克卜氣體發生器製氫( 第二冊 P.6 ）。克卜氣體發生器（ Kipp gas generator ）有易爆炸等缺點。故改良之。

明礬用於自來水淨化已是行之有年的做法，其限制在於膠狀沉澱沉降的速度太慢，倘若能改善沉降速率，將對淨水程序有莫大助益。奈米尺度大小的材料是當下最熱門的議題，它的應用也蘊藏著許多潛力，一般奈米材料利用的是表面積效應和體積效應。我們在參考資料的幫助下做出有磁性的奈米級顆粒，在Al(OH)3\r 的膠狀沉澱內加入此磁性顆粒，可由外加磁場加速沉澱。我們的願景是希望使之加速沉降或使沉降過後的水更乾淨。改變奈米級顆粒的製作方法和使用方法，提高效率和降低成本，找出幫助沉降最有利之條件。

起初，看到萬用黏土是在老師辦公室裡。老師使用它來黏貼學生送的卡片，公仔及學校海報，所以對這黃黃的小東西很感興趣，但這黏土售價高，於是，與老師討論是否可深入研究萬用黏土及自製黏土的可能，並請老師協助我們尋找製作黏土的材料。 我們製作萬用黏土的主要成份「聚異丁烯」及「碳酸鈣」，依照不同比例調配成附著力不同的黏土。將聚異丁烯的重量固定，加入一定比例的碳酸鈣，從中調配最適合比例的黏土。我們發現，比例「1:1.9」以下所調配出來的黏土過於黏稠【圖一】；而比例「1:2.3」以上所調配出來的黏土，略顯乾硬且會有碳酸鈣未完全與聚異丁烯充分混合。所以，我們決定針對比例「1:1.9」至「1:2.3」的黏土進行進一步的探討及研究。

在上四上自然第二單元時，老師分發給每位小朋友，一杯澄清的石灰水，讓我們吹吹看。我輕輕的吹了幾下，杯子裡的水變得有點混濁。過了不久，好奇特的現象發生了，水底下出現了白色的物體，別人的杯子裡也是這樣，只是有人的白色物體較多，有的人較少，為什麼會這樣呢？我感到有點疑惑，於是在老師、同學共同努力下，做了一連串有趣的二氧化碳實驗。

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。

按理化課本 22 - 3 鋅銅電池實驗步驟進行實驗時，所產生的電流很小，尚未達 1 mA， 此現象引起我們進一步研究的興趣，因此希望能改進實驗，使伏特電池更簡便、更持久，且得一更大的電流。

在化學實驗第三冊實驗八之二，我們按照實驗手冊上的方法來製備錯鹽晶體，並觀察其晶型，而我們做出來的錯鹽卻幾乎看不出有任何結晶，只能稱之為一堆「糊狀物」經過探討是因乙醇加入速率太快，故不能得到漂亮的片狀晶體，所以用半透膜來改進這項缺點，並且對於為何加入乙醇感到奇怪，經過老師詳細探討後，知道是乙醇的介電常數（ dielectric constant ）比水小的緣故，我們也曾試用無水 CuSO4(s)做實驗（ CuSO4(s)+ 4NH3(g)+H2O→Cu(NH3)4SO4•H2O）但因 CuSO4是固態， NH3是氣態，故很難反應，於是改用CuSO4 · 5H2O及氨水來做實驗（ CuSO4•5H2O + 4NH3(aq)→ Cu(NH3)4SO4．H2O+ 4H2O ）結果反應可以進行。