化學科

為了了解有關蛋白質在溶液中沉澱的現象，我們研究了這幾個因素對牛奶沉澱的影響：1.pH 值、2.不同鹽類溶液、3.不同牛奶濃度、4.奈米黏土存在時。發現牛奶本身是酸鹼，且大部分的蛋白質等電點在pH=5.9。同族離子，隨著電荷密度的上升，達等電點所需的離子濃度就越低。同行離子，尚須再考慮水合能的效應。對同離子而言，牛奶濃度越高，所需的離子濃度越低。但若牛奶濃度越高，沉澱與溶液的顏色非常不分明，故牛奶濃度不可太高。筆者所用的濃度是5%和10%的牛奶溶液。奈米級黏土與蛋白質的反應機構主要是經由離子吸附來達成凝集沉澱的目的,發現奈米黏土的電離子吸附效率比一般的離子要高出好幾百倍,只要10~30ppm 就可以達到凝集沉澱的效果。筆者以顯微鏡看奈米黏土作用的現象，證機構的正確性。展望將成果應用在工業膠體廢水處理。

國中理化中介紹 鋅 + 硫酸銅溶液 → 銅 + 硫酸鋅 + 熱量 (固體) (固體) (無色) 係用此化學變化來說明放熱反應。引起我們有一想法就是：這個反應式，是否能同時產生幾種不同的形式之能量呢？如電能和熱能。這個問題引發了我們的興趣，想利用課本中鋅 + 硫酸銅的溶液的實驗來進一步探討化學變化中是否也會產生電能。

本研究是以成核模式以及收縮球體模式圖(6)來說明糖炒栗子在粗、細砂中熟化的過程，經由孔隙度之測試，知粗砂孔隙度為 0.398，細砂孔隙度為 0.283，因此在細砂中炒時，由於細砂的孔隙度較小，砂子較能完全包覆在栗子的表面，使栗子受熱平均，所以栗子熟的情形是以一圈一圈的方式，由外向內熟透（收縮球體模式），而在粗砂中炒的栗子，由於粗砂的孔隙度較大，砂子無法完全的包覆在栗子的周圍，而造成栗子受熱不平均的情況，所以此時栗子是以熱點的方式由外向內蔓延而熟（成核模式）。兩組實驗得到的數據畫成圖表和成核模式以及收縮球體模式圖的曲線很類似。但是因為栗子本身不為正圓形，為了更明確說明這兩種模式，所以用馬鈴薯削成圓形代替栗子進行對照實驗，將這些數據繪成圖表加以比較，我們發現用圓形馬鈴薯之實驗結果和成核模式及收縮球體模式的曲線更為相似，所以由此可推知，此模型的確可以說明栗子熟化的過程。除此之外，經由我們測量粗、細砂的溫度及傳熱速率得知，雖然粗砂的溫度及傳熱速率均較細砂高，但粗砂的熟率較細砂慢，因此我們可以斷定栗子熟化速率之決定步驟是栗子外殼到果仁的熱傳導。

經烹煮過的菜會變黃是正常現象，一般會加入食用小蘇打使便當青菜保持翠綠，但往往隨性添加，容易攝取過量的鈉。不同蔬菜對於溫度反應亦不同，經實驗得知，青江菜相較於地瓜葉及空心菜較不易變黃，可減少用量。因高溫且密閉的環境易造成變色，煮菜時應避免蓋上鍋蓋、減少加熱時間並盡快食用。由可見光譜得知在加入小蘇打後，葉綠素在藍光區的最大吸收峰會由430~480nm移至410~420nm，產生新物質，顏色看起來較為鮮綠。若要使用小蘇打可酌量並在煮過後過水，且避免用在較軟的青菜上。

在一次的自然實驗課中，老師讓我們做食鹽溶解的實驗，在溶解的過程中我們不經意的發現到有些玻璃杯溶液隨著時間的改變，杯底竟然出現了一些白色的結晶且逐漸增加中。於是我們便靈機一動，想要研究看看那美麗又神秘的結晶世界。

我們將內充空氣、氫氣、氧氣及二氧化碳的氣球體積分別為60 × 30 ㏄、60 × 25 ㏄、60 × 20 ㏄、60 × 15 ㏄、60 × 10 ㏄五種，利用內充不同氣體的相同氣球比較體積的減少(收縮速率的不同)來證明『氫』分子真的是很小。

作者在去年科展中，曾推出「化學小精靈」，由「化學小精靈」的研究中，作者遭遇到一些困難及問題，於是引發作者作進一步研究探討的動機。

端午節的時候，媽媽把一大把的白色紛末，放入糯米包的粽子中，煮出來的粽子，不但色澤黃裡透亮，而且又 Q又好吃。當天下午媽媽又用湯匙裝了一小匙，放入魷魚盆中浸泡魷魚，沒出來的魷魚不但魚體變得很大，而且煮出來的魷魚，又脆又 Q，我覺得好奇妙囉！這粉末是什麼呢？這塵神奇！它下到食物裡，我們吃了是否有害呢？我就去問老師，老師說它叫硼砂，吃下身體後，是否阻礙生長，危害健康？我們一起來研究吧！

本研究是以屏東當地農作物甘蔗，壓榨後剩餘的蔗渣，當作吸附劑。去除實驗室常做的電化電池實驗所留下之Cu2+、Pb2+離子等廢液，利用白蔗渣與紅蔗渣，經管柱層析實驗結果證實，紅蔗渣、白蔗渣都可去除，而以去除Cu2+效果較好。再將紅、白蔗渣表面磺化改質修飾，作陽離子交換劑使用，同樣地分別對於含有Cu2+、Pb2+離子的廢液，作管柱層析去除效果更顯著，但結果顯示以去除Cu2+離子效果較明顯。實驗顯示以蔗渣或蔗渣磺化作為吸附劑基材不僅可行，且可將重金屬離子固定化不會造成廢液污染擴散。重要的是蔗渣隨手可得成本低，將蔗渣充分利用，達到環保兼備，化腐朽為神奇，改變蔗渣只作肥料等用途；大大提高其附加價值，同時也了解到大自然的污染是因化學所造成，所以相對地也要以化學方法來處理這些污染。

我們做此科展的目的，是要設計一個可以邊電鍍、邊測量質量的儀器，我們希望這個儀 器是簡便、精確、且線路簡單，並且能推廣到教學的器材。經過我們不斷改良，終於完成了 「便利質量電鍍器」。 其中製作微量天秤和線路的配置方法，是本研究的重要部分。微量天秤的主要結構是吸 管、鱷魚夾、及線路。微量天秤的構想，是參考以前的科展作品並加以改良，可精準測量到 0.00010g，而裡面的線路，則是我們的創意（如圖一）。只要把電源供應器的正極，接上左右 任一鋼條，負極接到容器另一端，並加上一個鱷魚夾，夾上被鍍物，便是一個可邊電鍍，邊 測量質量的儀器了！如此一來，我們就能以此儀器來作我們以下的實驗。 我們實驗目的在探討電鍍時不同金屬、不同時間、電極大小及電壓，對正極金屬片所減 少質量的影響。 最後，我們推導出一個有關電鍍時正極金屬片質量變化量的實驗公式。為此，我們也要 做許多次、許多種的實驗，來驗證我們的公式是否正確，並以我們所學的理論來推論。