化學科

Luminol 化學放光反應受到不同因子的影響。放光物質(Luminol)、氧化劑(H2O2)、催化劑 ( K3Fe(CN)6、K4Fe(CN)6 )、混合濃度變化下放光趨勢不盡相同；溫度、添加不同濃度強鹼、不同種類之金屬離子、洋菜混合溶液各有程度不一之影響；將推廣至食品氧化劑殘留之檢驗。

本研究以市售料理用薑黃粉分別製備水溶液及酒精溶液，測量薑黃素溶解度的差異。再以薑黃素酒精溶液分別與硫酸銅、硝酸鐵溶液充分反應後離心，利用Cu2+和鐵氰化鉀、Fe3+和硫氰化鉀的變色反應，以確認螯合後濾液是否仍有金屬離子或薑黃素殘留。接著，測量不同濃度薑黃素水溶液、硫酸銅溶液與硝酸鐵溶液的吸收光譜，並以不同濃度、不同pH值下的Cu2＋、Fe3＋水溶液與足量薑黃粉反應後測量其濾液的吸收光譜，分別建立其特徵吸收峰檢量線，並比較螯合前後的差異。結果發現，薑黃素在一般環境(不改變pH值)對Cu2+和Fe3+的螯合能力優於在酸性環境(pH＝2)下。未來可將本研究所建立的操作步驟應用於廢水中Cu2＋、Fe3＋檢測。

本研究使用三種水溶液（硫酸銅、氯化鋅、硝酸鉛）、三種金屬（鎂、鋅、鋁）、三種紙張環境（濾紙、棉紙、宣紙）、三種膠體環境（洋菜、太白粉、澱粉）、三種溫度（10、20、30℃） 與通電與否等變因交叉實驗探究金屬在不同環境中氧化還原的效果觀察，主要發現如下：（1） 金屬於棉紙、宣紙的析出效果較為明顯。（2） 反應初期會出現許多具有關鍵性的小泡泡，分析得知氣泡為氫氣。（3） 若在電鍍水溶液中放置銅片或碳片，皆會出現暫時的偽正極和偽負極，其中偽正極會產生溶解反應（銅片）或產生氧氣（碳片），而偽負極皆會析出金屬。（4） 若更改中央碳片與兩邊電極的排列方式，會影響金屬的析出量；建議可使用於重金屬污水處理。

在課本上收集氣體，均會利用排水集氣法來收集，但薊頭漏斗易漏失大量的氣體，使得效率不佳，於是我們研發出兩種不同的反應器，來製造及收集氣體，但收集到的氣體只能馬上使用，無法儲存起來利用。因此，我們又製作了收集氣體的球，及單向針筒，但要擠出來使用時又覺得不太便利，於是，我們以點滴筒來自動注射，接上我們設計的反應器，再將氣體導入收集球中，最後將氣體灌入密閉灌中(需置入冷劑中，否則不易灌入)。本實驗克服氣體收集效率不佳及無法儲存的缺點，成功的設計出，從氣體的製造到收集一貫作業的〝自動反應及收集器〞，不僅製造二氧化碳適用，還可應用在製造氧氣及氫氣等其他各種氣體，達到實驗自動化，和普遍化及環保化的目的。

國中課本第十三、十四、十五章有關電解質的電解實驗，作者多年在指導學生作此實驗時，發現部分課本上電解實驗的效果不太理想，希望能夠設法改良或過去作者所發現的新方法再加以研究改進使更趨向理想，以提高學生學習興趣增進教學效果。並且在電解實驗中發現了電解時所引起化學發光現象，希望藉此研究加以探討，以達到自我進修及教學相長之目的。

本實驗發現有效的水質淨化劑：薑黃素。過去薑黃素常被中醫用來治療牛皮癬等細菌引起的皮膚疾病，並且照光時效果越好，根據本實驗我們發現了薑黃素的光降解現象。 薑黃素的光降解作用在酸性環境下效果有限，在鹼性環境下光降解效果顯著。在高溫沸水中薑黃素不易分解，但在充足氧氣與光源下有較佳的光降解效果，並且也發現日光燈有比紫外燈(短波：254nm)更好的分解效果，供應越多氧氣光降解越顯著。薑黃素也有良好金屬螯合作用，可與金屬形成穩定錯合物，達到水質淨化的目的。 本實驗找到具有可以殺菌、吸附金屬與對環境無害的水質淨化劑，並且我們也將其製作成有用的產品，希望可以提供人們在金屬光觸媒選擇外，另一種較安全、無害的方式。

飽和氯化鈉水溶液加入乙醇，會因氯化鈉不溶於乙醇而產生沉澱，進一步分析氯化鉀、氯化銨、硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈉、硝酸鉀等溶質。根據實驗結果分析發現，該溶質溶解時與水的結合方式、氫鍵強度、水合能、晶格能跟析出比有相關性。能與水產生分子間氫鍵的溶質，若氫鍵強度弱於乙醇與水間的氫鍵強度，則溶質析出比會較高，例如硫酸銅。溶質的溶解方式若以水的極性為主，其水合離子內的作用力為離子–偶極力，在加入乙醇後的析出比會少於有氫鍵影響的溶質，例如氯化鈉。根據各溶質的析出比可發現，離子半徑及電荷越大，析出比越高，如：硫酸鉀的析出比大於硫酸鈉(離子半徑)，而硫酸鎂的析出比也大於硫酸鈉(離子電荷)。

本研究利用海藻酸鈉與鐵離子螯合交聯形成的分子料理鐵劑晶球，來進行探討鐵離子的緩釋作用現象，我們設計一部自製 「3＋1管」晶球量產製造器，來精準控制晶球的大小、硬度，並量產晶球，及比較二價亞鐵離子和三價鐵離子晶球的成型差異，與影響晶球緩釋速率的因子。由實驗研究重大發現： 發現一：硫酸亞鐵晶球，軟爛扁塌不易成球型；而硫酸鐵晶球，可成球型且彼此不易沾連，適合做為探討藥物分子料理鐵劑晶球的緩釋作用對象。 發現二：光波長400nm最適合做為硫酸鐵鐵劑晶球，緩釋鐵離子濃度吸光度測定標準。 發現三：晶球內鐵離子濃度愈高、晶球化時間愈久、緩釋時間愈久、緩釋液溫度愈高、緩釋液愈酸或愈鹼，皆會使硫酸鐵晶球緩釋出的鐵離子量增加。

瓦斯熱水爐使用大火時廢氣的CO 濃度非常高是導致一氧化碳中毒事件的關鍵原因，要解決這個問題觸媒轉化是一種可行的方式。影響觸媒性能的因素中以活性中心的種類最為重要，我們發現對轉化一氧化碳為二氧化碳的反應而言鈷有最好的催化效果，其次分別為：鎳、銅、鐵。最好的載體是三氧化二鋁，鈷的含量使用10％，段燒溫度使用300℃可兼顧性能與成本。 \r 本研究中所研發的Co/Al2O3 觸媒具備有實用的潛力，可以在空間速度高達1000min -1 的情況下將濃度14,632ppm 的CO 百分之百轉化為CO2，而僅需233℃的反應溫度。因此，應該可以應用在瓦斯熱水爐上以降低一氧化碳中毒的風險。

從靈活靈現的糖畫，去認識各種糖類的成分，深入瞭解糖的受熱過程中所產生的變化，是受到何種因素的影響？是水量的多少嗎？是溫度的高低嗎？是糖的含量嗎？經由多次的實驗進行，對製作糖畫的糖漿產出過程所發生的現象，做詳實的紀錄，作為製作糖畫的技術參考。