化學科

魚鱗往往被當成廢棄物丟棄，其實魚鱗中富含膠原蛋白，具有凝膠性，且會被蛋白質水解酵素分解成更小分子的胺基酸。因此，我們設計了一系列實驗來了解魚鱗膠原蛋白的提取、凝膠與水解現象。研究發現：1.熬煮不同時間會影響魚膠提取量。2.製程改用玻璃鍋具或悶燒鍋能增加魚膠提取比例。3.驗證傳統製程中加入白醋或檸檬汁的步驟，是為了有去腥的功能。4.魚膠的凝膠性會受濃度與溫度的影響。5.在了解木瓜酵素會使魚膠產生水解現象後，透過TLC檢測魚膠水解液與胺基酸標準品比對，發現魚膠水解液確實分解成更小分子的胺基酸。6.藉由品評了解魚膠運用在凝膠食品上有其可行性。從我們的探究，可推廣將魚鱗廢物利用，成為一種愛物惜物的綠色行動。

環保是未來人類生活勢必面對主要課題，在本次的研究中，研究者主要係針對堆肥腐化過程、EM 菌對水質及堆肥腐化的影響、EM菌有機堆肥對植物生長的影響等問題作深入的探討，其主要目的除了有助相關學習課程內容之釐清，另一方面，對環境問題的了解及● 一般堆肥自然腐化過程的速度大部分都非常慢，有時甚至需要一年以上的時間才可能完全腐化完成。● 廚餘及 EM 菌對於堆肥的腐化醱酵有明顯加速的現象。● 落葉堆肥加入 EM 菌後，其腐化醱酵的速度加快很多，甚至在三個月內即可完全腐化，比一般自然腐化快好幾倍以上。● EM 菌可以明顯改善水質的臭味、PH 值、TDS 值及水的顏色等。● EM 菌可以使堆肥腐化後的體積大大的減少，對降低垃圾量及環境改善有非常大的幫助。● EM 菌堆肥，可以幫助植物的根葉發展，並強化植物的生命力。● E M 菌堆肥，可以加速植物生長速度，並強化植物枝葉發展。● E M 菌可以使原本沒有價值的垃圾變成極富價值的有機肥料，對環境問題的解決及人類生活的改善頗有助益！

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。

FeCl3、Na2EDTA及K3Fe(CN)6的混合液照光後會發生光化學反應，使鐵離子轉變為亞鐵離子，並進一步與赤血鹽反應變為藍色，未照光則無反應。進行實驗時將待測溶液裝入分光光度計測量管中，並以人工光源照射，實驗結果最為穩定。此反應在波長較短的紫外光照射下，速率較快。在酸性環境中，無法發生；在鹼性環境中，pH值越大，反應速率越快。實驗時Na2EDTA的濃度與反應速率無關，但會對顏色造成明顯的影響。除此之外，當鉗合劑為硫代硫酸納、草酸鈉及葉綠素時，溶液顏色變化快速；當鉗合劑為亞硫酸鈉、溴化鈉、酒石酸、甘胺酸、碳酸鈉時，變色速率較慢；而當鉗合劑為氯化鈉、乙二胺時，氯化鈉的混合液經過很長一段時間後才變為藍色，而乙二胺的混合液幾乎沒有什麼變化。

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。

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。

一、初小組作品較去年活潑生動，取材多以日常生活極易取得的為主，一些頗有創意如已變色紙畫圖及以其他水果催熟香蕉等。 二、高小組作品水準普遍較去年提高亦多以生活化材料為主題，例如「變色口紅」既是。 三、國中組水準也比去年稍高，在環保方面和實驗方法的改進均有相當不錯的成績，特別是金門代表得到第二名，說明了我國科學教育水準已普遍提高。 四、高中組水準和去年差不多，過去常得獎的明星學校今年則多未能入選。顯示城鄉差距減小，基礎科學教育普及性擴大。 五、少數中小學的作品使用了合乎學生程度的研究設備是一缺點，希望將來可以改進。

當我們興沖沖地從冰箱拿出幾瓶鋁箔包裝的柳丁汁時，卻很失望地發現：因為冰箱中的溫度過低，飲料竟結成了冰塊！突然，一個念頭從腦中掠過：飲料不是愈冰愈好喝嗎？因此我耐心地等它們退冰後再飲用。卻又發現，柳丁汁的味道變淡了，反倒是底層的味道較濃呢！這樣的經驗因為在生活中司空見慣了，往往被大家視為理所當然，但對於它的形成原因，以及可能造成的影響，卻引起我們研究的興趣。

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。

目前工業中使用之費頓法分解物質後，通常會留下大量鐵汙泥需待處理汙染，為了避免這個情形發生，故我們搜索一些能夠吸附鐵離子材質，如PAA、PVA、γ-PGA等三種市面上常見的金屬吸附劑，期望藉由吸附材質與金屬離子之螫合反應，能達到重複利用，解決鐵汙泥之問題。本實驗首先將這三種藥品初步試驗，發現PAA及γ-PGA吸附鐵離子後對於亞甲藍的褪色效果良好。我們便逐步篩選出反應速率最佳之條件。結果顯示：現針對單一吸附材料而言，PAA在濃度10-1M的Fe2+與10-3M HCl中能有最高的效率；而對r-PGA而言，在濃度10-2M的Fe3+與10-3M HCl中能有最高的效率。相較於使用單一種吸附材料，我們發現PAA對Fe2+及r-PGA對Fe3+有相當好的吸附能力，而且費頓反應在進行時，也會進行Fe2+及Fe3+離子的轉換。因此，我們透過兩者依不同比例混合後，發現能更有效的吸附兩種金屬離子，使其反應會更加迅速，其中以PAA：γ-PGA=7：3的比例效果最佳。