化學科

國一暑假參加南區國中資優生夏令營時，曾做過一個名為「化學花園」的實驗，當時只知其然而不知其所以然。升上高二有更多機會接觸化學，經老師指導，才從課外資料得知「化學花園」與晶體滲透作用有關；而在高二上學期的第一冊化學第五章「溶液」中也學到一些有關滲透作用及滲透壓之基本概念，因而產生了研究滲透作用的興趣，便在老師指導下，利用課餘及寒假進行實驗設計，詳實操作觀察，以求解決疑問。

如何才能「隨時」享受一杯色、香、味俱全的現榨蔬果汁呢？一般家庭的現榨果汁比起市售的包裝果汁最大的優點是新鮮而且營養度高，但是，讓熱愛現榨果汁的我們最煩惱的問題就是－顏色變醜了！不敢喝了！所以，這個實驗的目的就是希望能找出經濟又簡易的處理方法，以防止現榨蔬果汁的褐變現象。經過收集文獻資料閱讀後，我們知道水果要變色必須同時具有酵素、多酚類基質和氧氣三個條件，各種的蔬果所含有的多酚類基質和酵素各不相同，所以變化情形不同，因此這個實驗共選取九種蔬果進行「現榨果汁褐變現象」的觀察與研究，包括：蘋果、香蕉、柳丁、芭樂、梨、檸檬、楊桃、山藥、芹菜。探討的因素包括：品種、酸鹼值、果皮、過濾、溫度、添加物種類、添加物濃度等，希望透過以上各種因素的探討、實驗、分析能提供防止現榨果汁快速褐變的最適當的處理方法。

美麗的金屬樹是金屬氧化還原中的特殊現象，到底是什麼原因使的在氧化還原中還原出的金屬呈現分枝樹狀，而不是團狀或是其他的形狀？而能夠影響金屬樹成因的到底有那些因素？有沒有什麼方法能夠模擬出金屬樹生長的情形？這一連串的問題引起了我想著手進一步去研究的興致，於是設計了一連串的實驗進而探討之。

鋅銅電池是最古老的一種電池，這種電池在課本中僅用來說明電池的基本原理，它本身卻不能像鉛電池或乾電池那樣，能夠拿來做為各種電器的電源，例如使電燈發亮使馬達轉動等等。原因是鋅銅電池的太弱了，不到一般實用電池的千分之一。 正因為像鋅銅電池這一類的伏特電池不具實用性，所以科學家後來又發明了鉛電池及乾電池等比較優良的電池。我們很好奇的想知道，如果對鋅銅電池加以改進，是不是也能讓它像乾電池那樣優良，拿來做為實用性的電源，以點亮燈泡或推動馬達？

本研究在探討傳統食物-鹹蛋，它是風味特殊、食用方便的加工蛋，應該每人都吃過，尤其是美味的鹹蛋黃更是其它料理的添加物。但鹽含量很高，對於養生的人們而言，是不好的食物。本研究先從分析市售鹹鴨蛋含鹽量，再以不同濃度鹽水泡漬鴨蛋，量測鹽在蛋裡滲透擴散速率及含鹽量。及用紅土鹽泥製造鹹鴨蛋，找出使用紅土的原因，並找出本地的紅土實驗；探討鹹蛋黃快速生成法，找出以低鹽製造鹹蛋黃的方法。

在對假酒的好奇心驅使之下，我們選擇了鮮美多汁的葡萄來釀酒並且探討影響釀造葡萄酒速率及酒質的因素。在符合經濟效益的原則之下，我們找到了較適合釀造葡萄酒的砂糖與葡萄質量比約為1:4，若葡萄較酸澀可以提高比例到1:3。而在研究過程中，我們發現了影響釀造葡萄酒速率及酒質的因素有以下幾點： 1. 糖度：糖度愈低的葡萄溶液對於酵母菌增殖發酵愈有利。但糖度過低，釀造酒的酒精濃度偏低且易受雜菌污染而影響酒的品質；若糖度過高會抑制酵母菌活動，致使產酒率降低。 2. 溫度：若釀造環境的溫度太低，葡萄幾乎不發酵，所以釀酒需考量酵母菌適合生長的溫度。 3. 壓力：在釀造過程中，如果保持抽出瓶中的氣體，不但可以縮短釀酒的時間，還可以提高糖度的利用，酒精濃度也會略為提高一點。 4. 接觸面積：用果汁機將砂糖與葡萄充分打碎混合，增加了酵母菌與葡萄接觸的面積，可以縮短釀造的時間，其酒的色澤會較深，但口感較澀。 5. 加更多酵母菌：在釀造過程中，試著加更多的葡萄皮或添加釀造米酒用的酵母菌，我們發現了酵母菌的多寡會影響釀造的時間及品質，尤其是添加其他種類的酵母菌，會產生難聞的氣味，破壞了葡萄酒的風味。 6. 密封與否：在釀造的過程中，若未密封易受雜菌污染而影響酒的品質。 就經濟觀點而言，我們可以利用不同的方法縮短發酵時間，增加作業效率。調整適當的糖度、溫度、壓力、接觸面積及添加酵母菌，都會讓發酵速率變快，如此可以減少被雜菌污染的機會，具競爭優勢，但風味考量也是重要的，故理想的釀酒過程應同時考量發酵速率，風味，產酒率等條件。 在慎選原料，掌握正確的釀造條件前提之下，釀製水果酒的方法簡易又安全，不會有喝到假酒的風險，又可以享受ＤＩＹ的樂趣，建議大家不妨試試釀造適合自己口感的葡萄酒！

本研究旨在瞭解塑膠製品製成的水溶液對豆類發芽的影響，透過問卷調查與三個批次實驗實際栽種，獲得結果如下： 1. 環境荷爾蒙對植物生長的影響和動物一樣，都是緩慢而長期，由內而外改變生物的生長情況，而非立即性的造成死亡。 2. 由塑膠水的製程到水質檢測，確定塑膠製品部分成分會溶於水中；使用塑膠水種植的豆類，其發芽情況不同於使用常溫水種植的豆類。 3. 小學生對環境荷爾蒙認知有嚴重偏差，應讓其有正確的認知與行為。研究發現塑膠製品容易因高溫水而溶出物質，其水溶液確實會影響種子發芽，藉此希望人們減少塑膠製品的使用頻率，以降低環境荷爾蒙的吸收。

在化學課程第七章中，我們學到求化學式的實驗。課本上利用錢帶在坩堝中生成氧化鎂的反應，來求出氧和鎂的重量比，進而除上原子量求出氧化鎂(MgO) 的化學式。由課本上的敘述及計算好像很容易就能求出鎂和氧的原子數比絕對為 1 : 1，但事實上經過我們多次重覆的實驗，它們的比值較 1 : 1實在相差得太遠，令人難以相信氧化鎂的化學式即為MgO 。因此引起我們探討這個實驗的動機。是不是操作的技巧需要改進呢？鎂在高溫時是不是只和氧反應？難道和空氣中大量的氮一點反應都沒有嗎？有沒有改進比值誤差的方法呢？這些更激起我們濃厚的興趣！

為了比較釐清碳酸飲料、含茶飲料、天然飲料的pH值、使鐵氧化及產氫的速率、與大理石反應的速率、含磷量…等，我們一再的自組不同的裝置設計，作出讓數據會說話的實驗結果。 為了探究空腹喝可樂這種碳酸飲料是否真是形成學長胃出血的原因，在無法用人體實驗下，我們利用升溫、減壓、加溶質等實驗設計，以比較出碳酸飲料中二氧化碳的溶解量。甚至還利用包香腸的羊腸膜來模擬碳酸飲料在[腸膜(想像成胃)]中的穿透作用，數據說明穿透力結果：逆滲透水＞碳酸飲料＞5%糖水＞10%糖水＞15%糖水；也設計羊腸壓膜成品浸可樂等飲料及溶液才一小時，就看到了羊腸吸附這些色素而變質的畫面…。 所有的實驗數據提醒我們奶茶可樂真的不能愛啊！

在秋季時老師帶我們到郊外去旅行，我們在草地上打滾，追逐以及吃水果時同學們的衣服上著了許多花、草、果汁的顏色我們想利用各種液汁來染紙，染布是一件有趣的事，我們就開始研究學習。