化學科

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。

在螢光棒中，裝有苯基草酸酯、染料和一根密封的玻璃管。在玻璃管內有氧化劑過氧化氫和鄰苯二甲酸酯，兩者共溶於溶劑內。若將玻璃管折斷，玻璃管內外的溶液就會產生化學反應而發出螢光。我們在實驗中發現添加一些含氮的化學物質可使螢光棒的發光時間和亮度發生改變，而當時添加三聚氰胺的毒奶製品新聞正是大家所矚目時，我們就突發奇想，在螢光液中添加三聚氰胺，是否應該也會改變發光的時間及亮度，說不定可以當成檢測三聚氰胺的方法，於是我們就開始著手這個實驗。

香草之所以受到大家喜愛，主要是此類植物因具有芬芳氣味之故。而水蒸氣蒸餾法是精油萃取最常用的方法，因此為了解精油在何種條件下，可以有效的萃取出精油，並將油水分離完全。因此，選擇自然課授課內容的蒸餾法為主題，將植物的精油萃取出來。本實驗以香茅草葉、迷迭香葉及薰衣草花為實驗材料。以水蒸氣蒸餾器萃取精油及精露。多次實驗結果發現（1）精油必須在特定蒸氣壓及冷凝溫度條件下才能餾出來。（2）不同的冷凝溫度及蒸氣壓條件會影響精油的萃取量和品質。（3）香氣分子被蒸氣分子餾出後，必須急速冷卻，冷卻溫度越低萃取量越多，品質也較好。（4）熱源火力越大則蒸氣壓越大，精油及精露萃取量就愈多，火力過大精油品質反而不佳。（5）不同的植物，精油的含量亦不同，但精露萃取量只與火力大小有關。相同的火力下，精露的萃取量接近（6）由實驗中設計出新型有效的油水分離器，可以輕易的同時分離不同比重的精油。

化學動力學為探討反應速率與反應物濃度之關係以及嘗試說明化學反應機構\r 必要的數據，高中化學也列為必須學習的基礎化學知識，高中化學即以秒表反應實驗為探討\r 化學動力學的數據。但如果能取材自日常用品中所進行之化學反應，經實驗也可以得到化學\r 動力學的數據，將有助於提高學習的興趣及對化學動力學之瞭解。

我們從小到大耳濡目染以為：生活周遭的金屬建材、日常使用的鐵製工具，很自然的就鏽蝕掉，不堪使用似乎是理所當然的事。現在我們上了國中、學到理化逐漸明瞭，鐵生銹是氧化現象，有一定的條件，不是那樣天經地義的事。從老師教導之下有了基礎科學訓練，對書本論及鐵生銹的知識，已經無法滿足我們的好奇心。在老師的指導之下，利用生活中唾手可得的素材，設計出一些實用可行又有創意的實驗裝置，逐步完成此一科學作品。

當環保團體倡導到高雄澄清湖參加 〝 火金姑 〞 相會活動時；不禁引發我們探討這種不靠燃燒，不需電線，不產生多餘的熱，能量效率高之光化學反應所產生的化學之光；深入探討在這短暫的反應過程裡，濃度、溫度、 pH 、溶劑所扮演的角色，並進而探討其反應機制。

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。

學過渡元素時，知道大部分的金屬有不只一種的氧化數，而因此具有不同的性質：如 Cr( VI )毒性很強，有致癌性，危害大，但若是 Cr(Ⅲ)則沒有致癌性。而某些工業廢水中很可能含有 Cr( VI ) ，故為了解目前的檢驗方式而去查文獻，查到的方式雖靈敏卻麻煩，所以想利用 Cr ( VI ) 在紫外光或可見光區的吸收度，代入 Beer's Law 來迅速求出其含量，且使用對環境無害的 H2O2 還原 Cr ( VI )為無致癌性的 Cr(Ⅲ)，並對其反應來做探討。

使用微流體晶片可將原本需要30分鐘的加熱時間縮短至幾分鐘甚至幾秒, 將實驗過程簡化以及減少材料用量, 透過微流體晶片通道設計並能在同一片微流體晶片進行兩個步驟的實驗流程。 研究主旨用國一自然課本葡萄糖檢測實驗及酵素分解澱粉實驗為標的，透過繪圖軟體inkscape的使用，設計不同反應區跟微流體通道，使用雷射切割機切割及雕刻壓克力的微流體晶片，並測試不同材質的黏貼晶片反應時間，並達成實驗過程達到藥品減量，實驗流程簡化，利用image J分析顯微照片的RGB值及測量吸光值達到定量產糖濃度的效果。

本實驗主要探討酵母菌在不同變因下的發電狀況，實驗變因有：電極材質、裝置的封閉與否、緩衝溶液的酸鹼度、糖水濃度、酵母菌濃度、甲基藍、赤血鹽等。為避免碳棒電阻消耗電壓，找出電阻相近的碳棒。又為解決碳棒表面易有殘留及碳纖維布電壓不穩的問題，選擇白金作為電極。由封閉與開放系統的測試得知酵母菌在缺氧環境下，發電狀況較差。緩衝溶液pH=3時可得較佳電壓。酵母菌克數在5克內，克數越多，所得電壓越高。在使用2g酵母菌乾粉時，0.4M糖水濃度可得較佳結果。甲基藍對酵母菌電池未發揮電子梭作用；而赤血鹽雖可做為陰極電子接受者，但其效果會受到酸鹼環境和電極材質的影響；赤血鹽造成的電壓驟升包含導電度提高與電子傳導效率提升兩個原因。