化學科

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。

對於基礎化學(三)的實驗教材中秒錶反應(IO3－＋3HSO3－→I－＋3SO42－＋3H+)其反應速率的測定結果，反應速率與[KIO3]成正比，即對[KIO3]而言為一級反應關係。進一步探討影響反應速率的因素，改變配製藥品中H2SO4的量，探討對秒錶反應的反應速率影響，發現變藍時間的倒數與[H+]成正比，即對[H+]而言為一級反應關係。改變每次實驗中H2SO4的量，發現只要每次實驗過程中H2SO4的量固定，則[H+]的大小不影響級數的判定結果。 [H+]愈大，對第二步反應(IO3－＋5I－＋6H+→3I2(s)＋3H2O)產生I2所需的[KI]愈小，但要有一定的[KI]才能產生I2，此結果會影響秒錶反應速率的測定中，當[KIO3]太小時，變藍的時間測定會比預期的時間長，而造成判定的誤差變大。由電位的計算知當溶液變藍時，剩下的[HSO3－]相差不大，故[H+]變大對秒錶反應中變藍時間的影響討論並非是第二步提早反應的關係，應是[H+]會影響秒錶反應的反應速率。重複實驗結果相同，更加確定結果之正確性：秒錶反應的反應速率R∝[IO3－][H+]

本實驗研究，從清洗隱形眼鏡的「防漏鏡盒」中發現，白金是使雙氧水分解很好的催化劑開始，透過資料的搜尋，發現有幾屆科展作品探討過MnO2 對於H2O2 的催化能力及相關探討，有些文獻中也探討顯示CuO、PbO可作為MnO2的良好催化輔助劑；因此，本實驗透過科學邏輯的方法，設計一連串的實驗，找到了一個使雙氧水迅速（急速）分解的催化劑--PbO2，因此，本實驗研究的重點就偏重在PbO2的催化動力學及應用於殘餘雙氧水檢測之可能。

如何提高柳橙的甜度？研究證明柳橙以不榨汁的方式放置一段時間，時間越久糖度越高。酸鹼變化不大。降低溫度可提升柳橙的糖度，溫度越低糖度越高。施加二氧化碳後，壓力加得越大，糖度越高。讓柳橙變甜的方法依序為：「二氧化碳加壓」>「放入冰箱」>「放置時間」，但如果三者同時進行效果更明顯。經過加壓處理的柳橙，在30分鐘後，糖度都沒有變化。加了二氧化碳的柳橙之所以變甜，可能是因為氣泡讓柳橙的果粒有裂痕甚至凹凸不平，有些爆漿的感覺，在氣泡不斷冒出的過程破壞果肉，讓柳橙變甜。加入1%的蔗糖轉化酶，就可將蔗糖水解成果糖與葡萄糖，使柳橙汁糖度提高。運用方法提升柳橙甜度，做成好喝的氣泡飲，是消暑的利器喔！

此研究結合「酸鹼溶液」與「分解者」的科學概念，目的在探討酸鹼中和溶液對自然環境（以黴菌作為環境指標）之影響。過程採用 pH 測定儀及自製滴定器進行實驗，並兼顧質性（觀察討論）與量化（實驗計算數值）之研究方法。研究先蒐集生活常用溶液，檢驗其酸鹼特性；並探討不同濃度溶液之 pH 值變化；且採酸鹼滴定方式，認識酸鹼中和反應；再比較中和前、後的溶液對黴菌之影響，最後找出黴菌存活之最佳鹽類溶液。研究發現：（1）食用溶液多為酸性溶液，洗潔用品多呈弱酸性，而洗廁劑是強酸，但其他清潔劑多為鹼性溶液。（2）加水稀釋後，研究樣本的酸性溶液之 pH 值變化較明顯。（3）清潔劑易影響黴菌之存活與分解功能，但與洗廁劑中和後會改善此現象。（4）不同的酸鹼劑量比例之鹽類溶液，對黴菌之存活與分解功能助益不同。最後研究建議，適宜的「均衡」酸鹼液，是能提高環境中黴菌分解者之功能。

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？

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。

在高中化學課程中提到的離子晶體，主要有「平面三角形」、「四面體」、「八面體」、「立方體」等四種、而離子晶格到底是如何堆積，國內目前所有的高中課程內容都是利用陰陽離子的半徑比與配位數的觀念來解釋。本組採用另一種思維－「空間使用率」的概念，以此概念來解釋同樣的情況，發現這樣的解釋與「配位數」說明之後所得之結果是完全相同的。經過理論的推算與實驗的驗證，本組成功地發現在大自然界中，離子晶格堆積會遵循「最大的空間使用率」來進行堆積。簡單地說，大自然在晶格堆積中所扮演著是一位相當有智慧的倉庫管理員。

本研究目的在發展以水活性值作為食品水分含量和水溶液濃度估算之快速量測工具。對檢體之多點30℃水活性與水含量作圖，結合四階多項式數學模式模擬等溫吸濕曲線方程式(Moisture Sorption Isotherms)。以水活性實測值內插換算，獲取食品水分含量。對檢體之多點水活性與濃度作圖，結合多項式數學模式模擬水活性濃度曲線方程式。以水活性實測值內插換算，獲取水溶液濃度。結果顯示，隨機收集的食品檢體實測值與以模擬曲線內插而得之水分含量值偏差多不超過3%，實測值落點皆分布於模擬曲線附近，表示以此擬合曲線推算含水率確實可行。同時，水活性濃度模擬曲線準確度佳，不只適用於稀薄溶液，大範圍濃度均適用。

我們發現當CdS 與ZnS 重量比以2:1 時，能在Na2SO3 及Na2S 的混合溶液中，照射日光產生氫氣，並能有最佳的產率38.18(ml/hr*g)，比一般直接照紫外光的效果更好。不只善用自然界的太陽能，還可以生成最乾淨"綠色"的能源－氫氣。我們以 CdCO3 和ZnCO3 做為產氫觸媒的原料，其為黃色的粉末，並以AA 原子吸收光譜儀求得樣品溶液中測得CdS 與ZnS 重量比為２：１。 把產生的觸媒放入以 Na2S 和Na2SO3 混合而成的溶液中，以鋁薄紙包覆以防受光實驗提早進行。把實驗裝置放在日光下照射，以一端管口所接的細量管得失產生氫氣的體積，進而換算產率。 我們的實驗裝置為密閉式的，並無循環裝置，故產氫量有限。未來的發展將是朝著大型開放式的循環系統，使氫氣能源源不絕的產生。 The production of molecular hydrogen upon sunlight illumination of the mixture of CdS and ZnS suspensions in the weight ratio 2:1 in Na2SO3 / Na2S solution have been observed. The best rate of evolution of hydrogen is 38.18(ml/hr*g), which has a higher efficiency than upon UV illumination. It not only make a great use of the solar energy, but also produce the cleanest “green” energy resource─hydrogen.