化學科

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。

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。

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。

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。

在高中化學第一冊第五章，我們首次接觸到「溶液蒸氣壓」，它立刻挑起了我們濃厚的興趣，但實驗課本中沒有任何一個有關溶液蒸氣壓的實驗，於是我們找了一些測量蒸氣壓的方法，如下圖(一)、(二)： \r \r 但方法(一)中，需使用真空幫浦，成本較高。方法(二)中，水銀裝置暴露於空氣中，因此我們測量蒸氣壓對溫度的關係時，水銀蒸氣容易逸出而造成汞蒸氣污染。因此我們想出一種既簡便又安全的方法來測量溶液的蒸氣壓。

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。

國小自然科學課程一化學教材採用 B.T.B ( Bromo Thymol Blue ）溴瑞香草藍指示劑，作為學生研習觀察物質所具有的特性，由於它的反應迅速，並且以鮮艷的色彩指示物性相同與否，確實帶給學生產生濃厚的學習興趣，可謂編撰自然科學課程教材的一種特色。作者透過輔導一般教師教學研習會以及教學觀摩會，發現尚有諸多的國小教師對 B.T.B仍感生疏，為此遺留若干疑問等待解答”因此，和本校教務處主任王金章先生以及數位同事共同著手本題的探討，預期將探究結果提供給一般師做為教學之參考。

本研究探討以植物作為電極修飾層，對電化學偵測巴拉刈濃度的影響。首先，比較背景電解質溶液對偵測巴拉刈的影響，在氯化鈉溶液中可得到較穩定的巴拉刈訊號。再將植物修飾電極取代原本的工作電極使用，經植物萃取液修飾的電極所偵測的氧化還原波峰電流值均增大，故得知植物修飾層有助於增加偵測巴拉刈濃度的靈敏度。另外，透過經修飾不同層數的菠菜電極偵測，發現修飾二層時偵測訊號有最大值。而且，當預濃縮時間增長時，氧化還原波峰電流也隨之增大。最後，我們將此種植物修飾電極拿來偵測水源、蔬菜液等，並利用標準添加法計算其中巴拉刈濃度。透過實驗，證實了未來將植物作為天然感測器，偵測微量除草劑濃度的無限可能。

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。