化學科

為探討地下管線以及船隻的防鏽方式，設計實驗用鐵與活性大的鋅、鋁相接，還有外加直流電，長時間浸泡在三種環境(自來水、3%食鹽水、土壤)中，檢驗陰極防鏽效果。使用物理方法測量金屬質量和電位差變化 ; 化學方法用黃血鹽、赤血鹽及硫氰化鉀，檢測鐵離子與亞鐵離子濃度隨時間的變化，並以檢量線定量。研究結論： 一、鋁在電解質濃度高的酸、鹼、鹽溶液中，陰極防鏽效果較好，鋅在電解質濃度低的溶液中，陰極防鏽效果較好。所以船隻與水中設施在淡水中適合用鋅防鏽，在海洋鹹水中適合用鋁來防鏽。 二、以外加直流電防鏽，鐵與鋅相接效果較好，地下管線適合用鋅片防鏽，但電解質濃度高的環境不適合外加電流陰極防鏽，否則陽極金屬會快速腐蝕。

『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。

去年由課本高廢液量的電解電鍍實驗，我們已成功的減量至 1/28 及 1/400 倍劑量的自製小型電解電鍍槽(2.5ml)，今年再以突破性的一~二滴 (0.05~0.1ml) 用量即可在短時間內，以省時、省資源的情況下做實驗，但我們每人架設一個放大鏡台觀察實驗還可以，多人同一組觀察則不易，所以我們最後向高難度挑戰：由學校已報廢的投影機內組件及顯微鏡自組出顯微投影機、自設螢幕及聚光散熱箱等，以『一滴溶液做電解電鍍的顯微投影實驗』放大到全組或全班均可看到的結果。最重要的是確實已達到『真正零廢液污染』的目標。

本研究是探討馬鈴薯可否用來發電，並且應用於生活中的電子鐘與LED燈。本研究探討包含電極距離、生馬鈴薯、水煮馬鈴薯、水煮馬鈴薯加鹽、不同切片大小、不同電極組合、不同夾子數量、乾燥、冰箱、日曬…等電流及電壓的差異性，並續做水果皮的發電效果。由實驗最終結果可知將水煮馬鈴薯切成片狀，每片長度為4公分，寬度為4公分，厚度為0.4公分，並串聯起來，8組馬鈴薯串聯時可驅動簡易小型電子鐘，8組馬鈴薯串聯時可點亮LED燈，並且維持了324個小時，同時也發現發霉及乾燥後會降低發電效率。

本研究探討紅藜釀酒的因素。將材料放進密閉大針筒內進行微量實驗，定時測量產氣量得知紅藜釀酒的速度，並在最後一次測量甜度及聞氣味。紅藜含有澱粉水解酵素(糖化酶)與酵母(發酵酶)，糖化酶先將澱粉轉為糖，發酵酶再將糖轉為酒精及二氧化碳，所以原住民以紅藜做為小米酒的酒麴。微量實驗結果發現，小米碎度與紅藜粉碎度越碎，反應面積增加則釀酒速度越快，其中煮熟小米用顆粒來釀酒易釀失敗，建議磨碎成米漿才易釀酒成功；紅藜粉量越多也會增加釀酒速度；使用有殼紅藜釀酒易臭酸腐敗，建議使用無殼紅藜來釀酒。另外，瓶裝大量原料的實驗發現，在室溫25-30℃下會有產膜酵母釀出酸酒，瓶內空氣量建議要少，避免產生黴菌。

根據統計，台灣地區每人每年製造 80 公斤的塑膠垃圾，造成嚴重的環境壓力，且利用塑膠或保麗龍製成的餐具在加熱時會釋出有害於人體的毒素，用過的製品也不易分解，造成的垃圾污染。因此，未來全面禁用保麗龍免洗食具是勢在必行的。但是沒有了保麗龍，吃自助餐時該怎麼辦呢？用紙盒嗎？但如此又必須砍伐為數不多的樹木，用家中的便當盒又嫌麻煩！ㄟ~~如果有一種能取代塑膠、也能被生物快速分解，不會威脅環境的材料不就解決問題了嗎？！那天，在吃 QQ 的蒟蒻果凍時，突然想到，它不也是種聚合物嗎！有沒有可能利用“它”，來變出一種既環保又實用的天然聚台物，用以取代現有的保麗龍及部分塑膠製品呢？於是我們開始了尋找此 一〝 神奇寶貝 〞 之旅。

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。

在一篇科學教育的文章中知悉「藉著滴數的測定可以得到酒精水溶液不同濃度關係」因此聯想到-是否別種常見的水溶液也具有這種不同濃度的關係？如果有的話我們用什麼樣的裝置，才能快速便捷且精確的算出這種水溶液的滴數？

〝 哇塞！夜市地攤擺滿了閃亮耀眼的金筆，這闊老闆真是勇氣可嘉！ 〞 我驚訝的大吼大叫。 〝 弟弟啊，你真是孤陋寡聞，那是鍍金成品。 〞 爸爸輕鬆的說！回到學校，我迫不及待的向鄰座林同學廣播昨夜新聞，只見她忙不迭地從頭髮上、衣服中、口袋、腰帶裡拿出一個比一個光亮的飾品：髮夾、手環、項鍊、腰帶夾等，炫耀的說： 〝 少呆了，你看！ 〞 這下子面子可丟大了！反問她： 〝 你知道什麼叫做鍍金？要怎麼做才能輕鬆擁有 〝 黃金 〞 呢？ 〞 這下子林同學也無法驕傲了！因為她也不知道！ 回家後，看見姊姊又在做科展，姊姊是科展高手，曾經榮獲北市科展、全國科展，正準備參加亞太科展、國際科展等，使我十分羨慕。今年她研究的題目與電解有關，因此她很權威專業的解答了我的問題。隔天我很臭屁的把昨天學到的本領現學現賣、大吹一番！沒想到林同學居然說：”有本事做給我看”。是啊！從小我們就玩過許多實驗，有這麼多好的題目，豈可錯過！於是我們相邀！ Go ─報名參加學校科展！

外觀呈紫紅色的甜菜紅素，富含於紅龍果肉內，以冷凍、過濾與離心的步驟取得。同時由鎢絲燈泡、科學maker的分光器、手機與電腦軟體Image J、Excel 2016組成簡易光譜儀。簡易光譜儀可測量甜菜紅素最大吸收峰波長λmax=538nm與繪出吸收光譜圖。吸收光譜圖的吸光度A值，可得知甜菜紅素在紅龍果肉的含量。甜菜紅素在pH值3~9最穩定、在氫氧化鈉溶液pH值>10環境、乙醇為溶劑、芬頓試劑與硝酸鐵溶液時，會降解成黃色的甜菜醛胺酸λmax=420~450nm和無色的環多巴。甜菜紅素可與Cu2+、Fe2+、Pb2+、Co2+、Ni2+、Zn2+螯合配位成錯合物，外觀呈現紫色、紫紅色、粉紅色、橘紅色、黃色、橘色，λmax會往短波長移動。再加入EDTA後，又恢復成甜菜紅素。發現Cu2+與甜菜紅素的螯合配位最好，可以偵測Cu2+至1ppm。