化學科

在 HCl、NH3 氣體擴散的實驗中，我們遭遇多次失敗的經驗，希望能尋求更適合的實驗方式，以探討氣體擴散現象。 於大氣壓力下測量擴散所減少的體積之實驗，不但計算結果具有較高的精確性，而且其裝置便宜易組裝，應為較理想的實驗裝置。其裝置之照片如下：

針對海藻酸鈉與鈣離子反應時，可以包覆多種物質的特性，我們探討了含有二氧化錳、碘化鉀或酸鹼指示劑的膠球與膠條，將其應用在國中理化的雙氧水製氧、電解與沉澱等實驗；也直接使用海藻酸鈉與銅離子反應形成的膠球，進行電解或置換實驗。其中，製成好清理又能方便實驗的二氧化錳膠球，進行一系列雙氧水分解製氧的控制變因實驗，可以取代目前國中理化實驗中所使用的粉末狀二氧化錳。最後進一步觀察海藻酸鈣膠球膜對不同離子的滲透現象。統整以上結果，利用這些小「球」，可以進行基本的「滲」透實驗，雙氧水分「解」實驗，還有電「解」實驗，這些設計可以達到方便處理、收納、觀察的效益，以及環保又省錢的目的。

本實驗利用硫酸銅溶液進行電解，搭配自己設計的簡易型實驗裝置，製作出具紅色金屬光澤的平面式銅花。我們採用削尖的石墨棒當負極，圓形的銅片當正極，並使用添加了3滴 1 M鹽酸的0.5 M硫酸銅溶液30 mL當電解液，搭配自行研發設計的三明治裝置，能在10分鐘內生長出最大寬度4.8 cm、具對稱性的平面式銅花。 我們還設計出綠色化學之銅花微型裝置，除了可讓師生們能在教室進行電鍍銅的實驗，還能搭配製作銅花書籤，將藝術融入自然科學中，更能大大減少硫酸銅的使用量，達到「低污染、可回收、省資源」等減量減廢之環保理念的綠色教學。

1. 利用(電位值與pH值關係圖)初步判定量測是否正確？若座標值落在直線上代表 電位值與pH值兩次測量皆為合理值。 2. 將測量的pH值與測量電位值回算的pH值相加，所得的值若能與電解前的pH值相近則可再次確認測量電位值與測量pH值量測無誤。 電解水最初幾秒鐘，H+與OH-僅微量產生，測試電極所得的pH值必然為兩極間高低電位差所造成，我們計算出因正負電極電位差所造成的測試電極測量電位值，則量測出的pH值只須扣除測試電極換算出的pH值，則可得電極通電過程中，溶液各點實際pH值。 測試電極中所量到的電位值與『正極為高電位、負極為低電位』的理論有落差，我們量測到且計算出的電位值以兩極中間最高、靠近負極次之、靠近正極相對較低。

老師帶我們去參觀市運動會，看見好多漂亮的氣球。電視上也看到用大氣球吊慰勞品和宣傳單吹送大陸。我們想為什麼不用很多的小氣球綁在一起，不是就等於大氣球嗎？小氣球有各種顏色更能吸引大陸同胞，宣傳效果更好！所以引起我們研究的興趣。

地球暖化碰上環境汙染，生活在二十一世紀的我們，幾乎天天都要面對PM2.5的難題，活動也受限於呼吸困難、不能外出。風力發電還是核能發電？是個大課題！身為小學生的我們也很著急。看到虎尾科技大學的教授與學生合力發明了葉綠素電池的報導，讓我們興起何不動手做做看的念頭。利用身邊隨手可得的植物葉子，萃取光合作用後產生的葉綠素後，透過適當的封存在自製的電池裡，讓它產生電力，連接在生活中常用的小電器，提供一般日常生活之所需，減少使用需要回收的電池量，隨手做環保。實驗中發現應用植物的葉綠素真的能發電!但是跟葉綠素多寡和天氣息息相關，如何萃取葉綠素？萃取後的封存方式是關鍵，可以決定電力的可利用情形，也是本實驗的課題。

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。

本研究主要在探討晶體成長的各因素及其應用，我們先找出適合結晶的條件，然後進行四種礬的晶體培養，以及「包心結晶」探討，接著在雙、三溶質結晶的實驗，發現明礬與紫礬獨特的融合結晶現象，也利用顯微鏡結合縮時攝影機做微小晶體的動態觀察，以顯微測量技術計算晶體成長速率及使用軟體量取晶面角，我們做出了以下特色 : 一、培養出比前人所做更大的結晶。 二、培養出明礬與紫礬的融合結晶。 三、培養出大型及極微小的五層包心結晶，並找到最適合的包心結晶條件及修正晶形。 四、將縮時結合顯微攝影，對微小的結晶進行動態拍攝，計算出結晶速率，以及使用顯微測微技術運用在晶體測量上，增加測量準確度。

經過實驗我們發現：磁場作用下溶液的流動方向符合安培右手定則判定溶液的流動方向，而且磁鐵越靠近電極會造成的磁作用較大，溶液流動越快，造成的磁場擾動會影響反應的進行。電解水產氫不同濃度的溶液使用適當強度的磁場，可以提昇產氫的速率。探討磁場對於產氫速率的影響，以粒子碰撞學說模型，「燃燒煽風供氧」比喻加以說明，必須同時思考溶液的「離子濃度效應」和「磁場擾動效應」才能達到最佳值。加入磁鐵作用下實驗結果，可有效減省電能，本實驗在10V電解0.5MNaOH將磁鐵放置負極下方、N極向上產生30毫升的氫氣，產氫速率增加20.9％，並可有效減省24.8％的電能。

表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering，常縮寫為SERS)可以廣泛應用於生物、醫藥、電化學、環境工程等多種方面偵測分子。利用粗糙金屬表面如奈米粒子，可以放大拉曼訊號，其中奈米銀可以將吸附在它表面的分子的拉曼光譜訊號放大為106~1014倍之多。本研究利用乙二醇還原銀離子，並加入保護劑PVP，成功合成奈米銀粒子，並利用自製銀奈米粒子，應用SERS偵測10-5M的?啶溶液，其訊號值為31345，較市售銀奈米粒子所偵測的2791強上11.23倍，預計可以進一步分析出10-6M、10-7M 甚至更低濃度的?啶溶液，顯示出極佳的拉曼增顯效果。