化學科

國中理化課程中，在學習以NaCl(aq)電解時，老師說：「電解濃NaCl(aq)時正極會產生Cl2(g)，而電解稀NaCl(aq)卻不會產生Cl2(g)，而是電解水產生的O2(g)。」在好奇心的驅使下，便開始著手研究到底這"稀"與"濃"的界線究竟在哪裡呢？然而，大量的Cl2(g)會造成實驗的危險與不便，於是，便想找出一種裝置，以行"微量"且"輕便"的電解。後來看了滴定實驗，引發了以1毫升的滴定吸管製作電解裝置的構想，並以此主題榮獲參加國立科學教育館所主辦的中學生科學專題研究研習營，獲得教授的肯定，認為這個裝置很特殊，不僅有創意而且很符合環保的要件，可以說是''創意環保電解''。得此鼓勵，更加強了研究有關電解的興趣，便開始探討氯化物的電解實驗。

上學期開學時，小小氣象台由本班四位同學負責，其中雨量器要做觀察和記錄，在觀察過程中我們發現有時雨水好像很髒，會挾帶一些污黑的小顆粒。我記得曾聽人說雨水會像蒸餾水一樣乾淨，因為水自地面蒸發成水蒸氣，遇冷再降下來，怎麼會有不乾淨的顆粒呢？而且媽媽也說常淋雨會變成禿子。為什麼呢？我們就去請教老師，老師說：「因為雨水被空氣污染，形成酸雨；酸雨不只是使人掉髮，對其他動物、植物、建築物等都會造成危害。」 在大自然中，雨水對整個生態環境扮演一個重要而有助益的角色。我們常說「天降甘霖」，大地萬物需要雨水的滋潤，但是當老天不再下甘霖，而是降酸雨時，萬物將受到什麼樣的影響呢？為什麼甘霖會變成酸雨？酸雨到底是什麼？我們學校附近會有酸雨嗎？這一連串的“為什麼”，使我們興起研究的興趣。

本研究以自製暗箱和arduino感測器全程監控雙氧水在各種條件下催化分解的反應，實驗主要分兩種模式: 一、 比色法定性分析顏色 溶液注射於比色管中→放至暗箱外→啟動計時器→觀察顏色和溫度→分析比較資料 二、 Arduino與暗箱定量分析濕度、透光度、溫度 溶液注射於比色管中→放至暗箱內外→啟動燈光→arduino監控視窗→讀取數據→分析資料 不同以往課堂實驗的二氧化錳催化及排水集氣法觀察雙氧水分解氧氣的實驗，經過本研究反覆測量和比較之後，結果顯示：氯化亞鐵和氯化鐵加上亞甲藍液可透過顏色、反應速率、溫度、濕度、質量和透光性等多元性質，讓同學更有感的理解雙氧水的催化分解反應，同時以少量藥品達到綠色化學的目的。

陽光、空氣、水和土地為人類生活環境中之必須條件。環顧四週水與我們日常休戚相關，近來工業成長，人口激增，水質汙染日趨嚴重，因此水質源之保護，及避免毒物進入水中威脅人類健康，為社會各界所關注。 我們在第三冊理化關於醣類介紹無意中和老師聊到蟹殼中的多醣「幾丁質」。基於下列理山我們決定加以探索「水質分析之旅」(一)蟹殼是我們安平地區漁市到處棄置之物質，不僅腥臭難當，且有礙觀瞻，若能加以利用豈不是一舉數得。(二)實驗室中常把有害重金屬鹽類任意排放，若能加以處理再進行放流對環境水質定有幫助(三)學校各類用水是否可由我們發展一套監測系統。於是在老師指導克服下，實驗得以夠順利展開。

本研究旨在製作可撓式鋁電池因應可撓式電子產品的發展。我們G1(第一代)電解液配方為pH=3氯化鋁-醋酸與醋酸鈉緩衝溶液，在G2(第二代)加上澱粉製成乾式電池，在電解液中加入石墨，但研究顯示電解液中的石墨粉不具夾層效果，鋁電池充電電壓2~5V，以最高5V進行充放電實驗。取碳粉與各種膠體製作可撓式導電布取代正極固體石墨棒，最佳正極改質配方為75%炭煙導電(紗)布，溶劑為透明漆。在負極鋁片上塗卵磷脂，藉由疏水性降低電極短路，可提高電壓並延長放電時間。電池在G3~G4代模組中發現單層宣紙隔離層效果最好，正極添加二氧化錳去極劑隔絕層可使電流提高2.3~4倍左右，目前G4模組可穩定放電8天以上，平均功率有2.5mw，估計電量有192mAh。

本研究第一階段在尋找”能夠催化雙氧水反應的陽離子”，結果發現催化雙氧水效果較佳者：Fe2+＞Fe3+＞Cu2+，我們進一步討論並比較三者催化的過程與情形。第二階段為直接使用FeI3來催化（將催化效果佳的碘離子與鐵離子直接結合），但發現效果不佳；接著將FeCl3與KI混合催化，發現混合催化效果比單獨催化要好。第三階段的實驗我們把反應的量減少，不再使用課本所提的”排水集氣法”，改以量筒內加入反應物及清潔劑，直接拍照記錄反應情形，希望將實驗微量化與簡化，以期符合環保效益，並提供國中課程教材的另一選擇。

以巰基苯甲酸異構物（對巰基苯甲酸、鄰巰基苯甲酸）與硝酸銅為反應物，巰基苯甲酸做為配位基與還原劑，採一鍋到底的方式，反應在70℃下30分鐘，可分別合成出粒徑大、分散性差黃色沉澱並有橘紅色螢光的銅奈米團簇與粒徑小、黑褐色澄清液體具有藍色螢光的銅奈米團簇。接著以自行設計的簡易螢光光譜儀分析，橘紅色螢光的最大放射波長為620奈米，在丙酮溶劑中，螢光增強，對pH值有依賴，並在鹽類、鹼性溶液中，非常不穩定，銅奈米團簇會分解，黃色沉澱與螢光消失；藍色螢光的最大放射波長為420奈米，在丙酮、酒精中，螢光增加，另外控制溶液的pH值4〜8與特定鹽類時，可使螢光強度增加，並且穩定性佳，未來具有做為金屬奈米螢光材料的潛能。

件數較去年為少，共初小十件、高小十七件、國中十五件、高中十二件，程度則初小、高小不遜往年；國中、高中則稍差，原因可能是國際科展選拔今年開始單獨舉辨而（部份較優之作品）未參加本屆中、小學科學展覽，應乃一過渡時期的現象，明年可望恢復舊有水準。 本次作品內容和以往一樣生動活潑，中學部分仍多與課本內容相關，小學部分亦仍多與生活相關，希望以後能有所改變，特別是高中部分。 安全問題方面化學組一般良好宜改進的例子有二： (一)利用金魚做有闕環境汙染生物生亡之試臉，有違科學館「用無脊椎動物為原則」之原則，希以後參加科展的同學要注意。 (二)利用唾液做實臉時取樣方法宜注意衛生與安全，例如勿用舌頭舔試紙。

每年一到春夏雨季時，校園內的各種花朵，如七里香等，經常散發出陣陣的清香，令人感到心曠神怡。可是開花季節一過花香也就消失了。因為我對七里香的味道有所偏好，就想是否能將七里香提煉製成香水，把香味保存下來，便和幾位同學去請教老師，開始了一連串的實驗及研究。

高中化學實驗手冊第二冊實驗九及第三冊實驗四中，有Cu+4HNO3→Cu(NO3) 2+2NO2+2H2O之反應，理論上，溶液中應呈水合銅錯離子的藍色，但在反應過程中，有綠色出現這綠色的物質到底是什麼呢？以下我們自行設計一系列實驗來揭開綠色之謎。