化學科

此實驗利用自製的分光光度計與光譜儀探討6種不同校園植物光合色素差異，包含陰性植物的紫色酢醬草、紫背萬年青，陽性植物的金露花、日日櫻、變葉木，與家裡常見的可食用景天酸代謝植物蘆薈。 一、由光譜儀可知： (一)紫色酢醬草與日日櫻均可吸收較多570nm左右的紅光。 (二)陽性植物吸收紅光的能力較強，光合色素濃度較高。 二、由光電比色計可知：陽性植物色素純光解快，陰性植物自然分解快。 三、由色層分析實驗可知：蘆薈僅有少量的色素；同為陰性植物的紫色酢醬草的葉黃素含量非常高，而紫背萬年青的葉黃素反而少；花青素不會隨著展開液移動 四、由銅葉綠素實驗可知：銅葉綠素在460nm~500nm處吸收較少的光，可做為銅葉綠素與光合色素的區分方式。

藉由測試膠體溶液的廷得耳效應、布朗運動 、膠質粒子帶電等基本性質，以溫度及電壓、磁性強度為變因，延伸實驗設計，並將氫氧化鐵溶液減以少量，模擬配向膜的性質，作配向膜厚度、透光度、高電荷保持率、低電流殘留電壓性質的測試。

生質酒精之酒精濃度、溫度、糖度及pH值都會影響或抑制酵母菌的發酵。以廚餘米飯來製備酒精最佳重量比例為酵母菌：米飯：水＝1：100：100，環境條件為pH=6、溫度25℃為佳；有些水果成分中含有抑制發酵之成分，故不是每種水果皆可發酵酒精。甘蔗實施三次蒸餾後酒精度可達70%，最佳重量比例為水果酵母菌：甘蔗汁＝1：50，環境條件為pH=6、溫度15℃為佳；茶葉酒精則以發酵度較少之茶葉與其梗為原料較佳，茶葉之枝比葉好-金枝綠葉，前處理以0.5％KOH加5％Ca(OH)2在60℃超音波震盪1hr後以微波加熱90秒，再加入硫酸調至pH＜1，超音波震盪1hr再放置24hr以上等步驟為最佳前處理水解糖化程序。

最近班上同學很流行吃“跳跳糖”。嘿！真有趣！放在嘴裡ㄅㄧㄅ一ㄅㄛㄅㄛ響個不停，跳個不停。心想，是糖在嘴裡跳。我們拿鏡子照照看，耶！大部份的糖都靜靜的躺在嘴裡，只有一、二個偶而跳起來。這就怪了，為什麼跳跳糖放進嘴裡會發出響聲？甚至有的會跳起來！一連串的問題接踵而至。我們便去請教老師，老師也被我們的糖嚇一“跳”，跟著也“跳”出我們的興趣來。

豬籠草的瓶口會發出藍色螢光吸引昆蟲掉入這個致命陷阱，我們試著找出市售的豬籠草是否有這現象。為了怕溫度影響我們的萃取物，我們先探究常溫萃取螢光物質的可行性，發現以往科展作品中需高溫萃取、靜置一天的作法，都能以常溫下用椰子油的方式來取代。我們找到品種為米蘭達豬籠草的瓶口有藍色螢光，並成功以椰子油與乙醇代替資料上的三氯甲烷和甲醇萃取瓶口的藍色螢光物質，此物質可經純化、再結晶成白色的針狀結晶，也拍到與資料相同的螢光波長。我們也發現豬籠草的葉綠素經過椰子油先處理後，可以使乙醇較容易萃取出藍色螢光物質。在應用上，以藍色螢光取代捕蚊器的光源來誘捕蚊蟲，平均總量約為未改裝捕蚊器的16倍。

最近在電視新聞報導中，看見新竹化工廠，因為排放廢氣與廢水，而被省府下令停工，心裏覺得很納悶，工廠所排出來的廢氣與廢水，對我們人類到底有什麼影響呢？在上 自然課時，我就提出這些問題，請教老師，老師聽了後，先帶我們到學校附近之溪谷，看見了清澈見底的河流，再帶我們到鳳山溪下游，我們看見的卻是一條佈滿垃圾而且有臭味的污水，使我們很想知道，乾淨的水，與受污染的水對動、植物有何影響。

理化課本 6 - 3 , 6 - 4 提供了簡易的實驗來說明擴散運動。但我們也從觀察中發現了下列疑惑：(一)紫紅色的KMnO4溶液加入水中，究竟是由於重力（密度大）下沈擾動而擴散，還是由於分子的「布朗運動」而自由擴散？我曾把KMnO4置於下層，再緩緩加入水，結果隔了一天仍無法擴散完全。這和以課本作法所得時間相去太遠。(二)有很多果汁使用前必須搖一搖，足見溶液梯度可存在甚久，不易擴散(三)當KMnO4變淡是否代表擴散之終點？擴散速率如何去定量和比較？(四)當鹽溶液為無色時，有無簡易的方法可觀察並定量擴散現象？(五)液體的擴散機制和氣體擴散有何異同？為何跌打膏藥溶劑的選擇非常重要？ \r 我決定利用本校學長所發展出一系列的分析方法，設計適合的實驗器材，以解答心中的疑惑。

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。

Fenton反應是雙氧水被亞鐵離子催化產生自由基的過程，藉自由基強烈的氧化能力，可氧化許多有機物，常用於處理工業汙染物。本實驗試著找出是否有其他金屬離子能引起類似Fenton反應(Fenton-like)的效果，藉由環境染料在光譜儀中測量其吸收度，如果染料氧化在特定波長下吸收度會改變，想藉此量測金屬離子催化雙氧水產生自由基的情形。但實驗中發現金屬離子可能與染料發生反應。所以我們再使用碘光度法：碘離子被氧化成碘分子並於水中生成三碘離子，使溶液呈黃色，並藉特定波長吸收度上升多寡或氧化速率來量測金屬離子催化雙氧水產生自由基的效果。最後發現在pH = 7中鈦離子(IV)及鋁離子有比亞鐵離子更強的催化能力。

鐵生秀雖然是極為普通的事實，但是在日常生活中，卻造成我們極大的困擾而帶給我們不少的損失。在東華本化學實驗下冊中，雖然也有研究鐵生鏽的實驗，但是並沒有給予我們一個完整而滿意的答案。我們同時也找過許多書籍，但是沒有詳細的記載，所以我們希望能以學過的原理和實驗技巧，自行設計一個實驗，以揭開鐵生鏽的奧秘。