化學科

89 年 1 月 19 日教育部部務會議通過跨世紀的「提昇學生健康四年計畫」，其具體目標二 · 選擇國中小學推動低油、“低鹽”、高纖的午餐食譜。 常言道「開門七件事，柴米油鹽醬醋茶」， 且在我們日常生活中常聽到─媽媽說：「炒菜要加鹽，才有好滋味！」，奶奶說：「滷肉要放醬油熬煮，才會香！」，阿公說：「配上醃瓜，才下飯！」。「食鹽」是啥？媽媽、奶奶、阿公 … 人人天天不離口，連教育部也要推動「低鹽」政策？因此，引起同學們研究食鹽的興趣，於是開始進行以下的研究。

目前教科書上在提到電解質時，並沒有一個簡單明確的實驗方法來證明離子的游動方向，且一般所做關於這部分的實驗都較複雜，不實用，且一般國中生不易操作。本實臉利用簡單的器材來操作，不但能在最短的時間內證明離子的游動方向，也不用自己製造材料，因器材的簡便，更能同時比較不同難子的移動方式及快慢。

鐵鏽蝕過程一般視為是無用的電池（電化學），若我們能將這化學能轉變為電能再轉變為熱能加以利用，是科學展覽作品中的一新研究領域；況且高中化學（三）鐵鏽蝕實驗，僅定性驗證鐵鏽蝕陰、陽極產物及酸性物加速鏽蝕的變因而已；在歷屆高、國中科展作品中也沒有出現量化的資料。囚此，本研究希望從鐵鏽蝕暨常見金屬腐蝕動力與熱力的問題著手於量化方面的探討。 在應用方面，若能提高鐵鏽蝕過程的發熱速率，降低材料成本，化腐朽為神奇，將這些自發性的金屬腐蝕有效的利用，在創造能源並兼顧環保概念的實驗設計中，為維護地球資源盡心力，這些就是我們的研究動機。

下課時，有位同學拿了兩個黑盒子在看，我們便湊過去看，「嘩！好亮喔！」「咦！怎麼熄滅了？真可惜！」「再用電燈充電就好了嘛！」 我心裡覺得很好奇，為了探求黑盒子內會發光的玩具秘密，便找了一些同學，一起進行這個實驗。

國中化學第二冊實驗 7.-2，討論到氯化氫含有那些元素，依照課本實驗 7.- Z 步驟進行，將產生可燃性氣體，但我們在做實驗時，由試管底側小孔逸出的氣體，卻無 法燃燒。又由步驟2於試管中加入氣化氫水治液與二氧 化錳作用後，將產生黃綠色的氣體，但我們發現若氣化氫量大少加熱後就看不見黃綠色的氣體，若氯化氫的量太多，可能產生大量有毒的氣體，十分危險，而發現本實驗有許多缺點及漏洞，囚此我們完成此實驗。

使用國中實驗室設備，利用化學反應製造出四氧化三鐵（Fe3O4），以檸檬酸為表面活性劑將四氧化三鐵溶解成流體狀態，透過不斷的實驗，尋找製備磁流體的最佳製程，製備出磁流體，並進一步研究磁流體的磁性表現。

我們在課堂上做完理化第三冊的”電解硫酸銅溶液”實驗中學得在電極的化學反應是如何發生的，但實驗後，這些硫酸銅溶液回收上的處理很是麻煩，鑒於環保的問題，於是與老師討論，能不能以最少量的硫酸銅溶液達到電解的效果，老師告訴我們前幾屆的學長也有想到此問題，於是就設計了一套方法，就是用銅片作電極，直接在濾紙上加入硫酸銅溶液進行電解，我們跟著去嘗試，果真有很漂亮的銅析出，就在此時，吳同學無意間拿了一個銅片放在兩電極的中間，奇怪的事情發生了，不但原本的負極上有銅析出，而放置中間的銅片在靠近正極的那一面沒有接上電源卻有銅析出，另一面則否。圖(一)這究竟是怎麼一回事？引起我們的好奇和興趣，因此，我們就著手設計本實驗，探究其原因。

泰雅族人用豬肉、鹽、小米製成既酸又鹹的醃肉。巧妙應用了食物保存原理、發酵原理、蛋白質變性的化學反應，也創造了泰雅族特有的飲食文化。經過實驗研究，我們發現： 1.泰雅原住民為了要保存食物，而發展出醃肉的製作方法。 2.製作醃肉，小米和鹽巴缺一不可，加6%的鹽；和小米的比例3：1為最佳比例。 3.只要含有澱粉的米飯，先以沸水煮過，都可以製作醃肉。 4.鹽的比例會影響發酵的速度，比例高發酵慢，但卻可以讓醃肉的存放時間越久。 5.環境溫度越高，發酵的速度就會越快。 6.醃肉pH值必須降至4.6以下，才可以讓大部分的細菌無法生長。 這項研究，不僅可以延續部落的價值，還可以應用於災難求生，甚至創造商品化的經濟，更是值得研究的課程。

本研究係利用電解質導電之原理串接一電解槽、一顆以上十顆以下之電池及蜂鳴器構成一個能警示 pH5 左右的酸雨的警報系統。針對電路中的電阻、電壓、電流等參數進行分組測試與討論，找出其中最適當的組合，以進行酸雨監測。由結果顯示，蜂鳴器之基本功率為 0.1W，在 pH 值為 3 左右時以銅片作電極 12V 電源所產生的功率為 0.053W，碳棒則為 0.036W(此時蜂鳴器已會運作)，但因銅片所產生的功率較高所以電極部份就選用銅片；而在 pH 為 4 時所產生的功率僅有 0.004W(此時蜂鳴器不會運作)，為了使電源產生的功率符合蜂鳴器之基本功率區間範圍(0.05W)，電源則是選用 90V 電源。由測試的結果定義本系統的規格為 DC-90V，0.05W，運作的 pH 最高值為 4 左右。此外，由溫度對導電度的測試中得知，在 15~35℃的溫度範圍內，溫度對本系統不造任何成影響。另外，為增加本系統之實用性及方便性，可於電路中加裝一安培計，根據安培計電流的讀數準確計算雨水的 pH 值。由實測的結果發現，汐止地區降酸雨的機率高達 78%，故應盡量避免淋到本區的雨水。

在國中理化課木第一冊第四章空氣成分中，我們發現蠟燭燃燒後能使瓶內水位上昇的奇妙現象，使我們深深體會到空氣的奧秘，也因為如此才促使我們更加好奇的想了解空氣的真面目，以及改用酒精、鎂帶等來代替蠟燭重新設計多樣化實驗裝置，以利更深入的探討和研究。