化學科

明膠作為殼材包覆乾電池去極劑，在10%二氧化錳-明膠溶液(明膠與水質量為1:13)中以10%草酸交聯可得到最佳功能效率、最佳承受應力並且能將二氧化錳100%包覆回收的去極劑紙膜，該紙膜可以較散佈式二氧化錳提供38%的電壓，卻能與氯化銨等低污染性電解糊料作100%分離與回收，減少重金屬汙染問題，值得開發利用。在微膠囊製程，建議配方為15%酒精水溶液、0.5%明膠、1%二氧化錳之中性溶液，待噴霧成膠囊後用5%草酸水溶液進行交聯。使用超音波霧化器控制其噴濺高度與時間，得到15-25公分間以20分鐘為最佳噴濺時間 ，此模組化條件能幫助開發家用微膠囊製備系統，用以居家清潔、替換式電解質試紙與美妝保養品之小型家電中。

本屆化學科特色如下: 一、在研究主題方面較以往更具創意，例如「化學走勢圖」探討溶液雙向擴散而造成週期性振盪的現象；題材新穎值得探討。 二、學生關心環境保護的主題：例如高中組「工廠及實驗室空氣汙染處理之研究」及國小組的「含銅廢水純化的研究」。顯示學生們件具環保之意識。 三、國小學生的展品不但生動，且有些展品也探討的相當深入，小作者們解說自己的展品時，均顯示了相當程度的分析及邏輯推理能力，就科學研究而言具有很大的潛力。

本實驗探討不同濃度醇類液滴在載玻片上的交互作用現象「馬蘭哥尼效應」。我們以火焰燃燒15秒、載玻片懸空19公分代替電暈表面處理，並進行一連串實驗與分析。實驗發現欲使兩液滴產生互相推拉的運動，兩液滴間須保持一最小表面張力差值為3 dynes/cm；又表面張力差越大，液滴運動的加速度越大，表示液滴移動愈快，從錄影紀錄也能清楚看見。此外我們也發現了「混合區」的存在，並確定其與兩液滴交互作用的關係。利用比爾定律計算出混合區的濃度，可發現與我們所得之表面張力最小極限值相符合，藉此找出液滴停止推拉現象之成因。 透過上述研究結果，設計出改良式的選色實驗（sorting experiment），以階梯式取代等長式液滴層，並選用1%、5%、15%、25%、40%與60%的丙二醇液滴，成功讓七彩液滴在載玻片上舞動。

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。

暑假楊老師送給爸爸一包純黃豆粉，媽媽試著去洗豬腸子及碗筷，發覺效果非常好，勝過以前所使用的洗潔用品，我懷疑它真有這麼神奇，而求教老師，做了探討研究活動。

『藍瓶反應』以亞甲藍從藍色(氧化)←→無色(還原)瞬間的變化令人稱奇。從現有的資料我們已知藍瓶反應中，會變色是因為有可以繼續氧化的官能基，在其官能基附近有拉電子基的存在，所以能夠產生顏色變化。架設好實驗設施後，我們改變搖晃頻率，希望尋找出最佳的搖動頻率。反應時使用LED(白光)對實驗分析採集器的光感應器照光，來觀察光度變化量與反應時間。我們利用此實驗裝置可以準確的得到，藍瓶反應在不同質量下的葡萄糖、不同濃度的氫氧化鈉、不同體積的亞甲藍、不同溶氧量反應時的反應速率定律式，而我們最後實驗所得的反應速率定律式： R=k[C6H12O6]-2[NaOH]1[O2]2。利用改變溫度下的條件求得活化能。最後使用刃天青來進行紅瓶反應，比較藍瓶與紅瓶反應的差異。

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。

為了探討運動量與減肥的關係，我們利用洋菜活塞、氫氧化鈉、五倍子酚測量運動前後，呼出氣體的二氧化碳和氧的含量，進而推算出醣類、脂肪消耗量的比例。結果發現若運動時間少於30 分鐘，主要都是消耗醣類，要去掉身上脂肪的機會不大；若運動時間持續45 分鐘，則每消耗1 克醣，會同時消耗2.57 克的脂肪。有沒有耐心與恆心，讓每次運動都能持續較久的時間？悠悠宇宙誰主胖瘦？原來胖瘦的主宰者，正是我們自己。

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。

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。