關鍵時刻-消失的 blue

原始設計者：黃仲豪;蕭志堅

1.活動目的

調整葡萄糖、氫氧化鈉溶液、水量的混合比例，以及氧化時間來控制反應所需 的時間。

2.原理

葡萄糖當作還原劑，氧化劑則是空氣中的氧氣。亞甲藍為氧化還原指示劑，亞 甲藍氧化態呈藍色，還原態亞甲藍呈無色。搖晃溶液時亞甲藍被空氣中溶入水 中的氧氣氧化，溶液呈藍色。靜置時藍色的氧化態亞甲藍逐漸被葡萄糖還原， 轉為無色，葡萄糖則被氧化為阿糖酸、甲酸、草酸、赤糖酸等產物。

3.活動一 反應-慢-慢-慢

場地需求

1.每一組場地：長條桌一張。(各區競賽時規格統一即可)

使用材料

1.大會提供

葡萄糖 10 公克

氫氧化鈉(NaOH)10 公克

亞甲藍溶液（0.2%）

10 毫升及礦泉水

600 毫升一瓶

橡膠手套三雙

約 11 毫升的玻璃瓶

三個光敏電阻。

2.自備

秤重工具(天平或電子秤)

燒杯數個

塑膠盆二個

測量體積工具(限使用吸管&吸球、針筒、量筒、滴管)

油性筆

抹布

arduino透光感知器

護目鏡三個。

攪拌工具

測試瓶。

溶液的調配

1.三位組員必需戴上自備護目鏡及主辦單位發給的橡膠手套於大會宣佈競賽時 間開始之後製備適當濃度的溶液 A 及溶液 B，溶液 A 為葡萄糖溶液，溶液 B 為氫氧化鈉溶液，兩種溶液的濃度及體積沒有限制，但製備過程必須在塑膠盆 內完成，不可讓水弄濕桌面或地面，如果弄濕了，全組製作暫停，清理乾淨後 再繼續。

2.試著藉由測試，找出溶液Ａ與溶液Ｂ三種不同的混合比例，讓兩種溶液混合後 加上六滴亞甲藍溶液，分別會在 30 秒、60 秒及 90 秒變透明。

3.溶液製備好之後，取適量的溶液 A 及溶液 B 分別放在兩個杯子內，再取自備 的測試杯（約 11 毫升的玻璃瓶，測試杯底需要用油性簽字筆寫上「測」字）， 現場將溶液Ａ與溶液Ｂ倒入測試杯中，迅速的滴入六滴的亞甲藍，蓋上瓶蓋後 迅速搖晃混合均勻，放置在透光感知器進行計時。（ 當大會宣佈競賽活動開 始之後，大會將給二顆光敏電阻，選手需將其中一顆光敏電阻放置 arduino 上面, 安裝完畢之後再將 arduino 放在製作區選手桌上的,粉色紅 A4 紙上，當 選手決定要開始進行溶液測試挑戰時，才可以觸碰 arduino。）

4.光線感知器上的白色 LED 燈照射光敏電阻，這時候光敏電阻照光強度很強， 旁邊的紅色LED燈會亮起來。當測試的玻璃瓶放在白色LED燈和光敏電阻間， 玻璃瓶內的藍色液體讓阻隔光線，光敏電阻照光強度減少，紅色 LED 燈熄滅。 因為葡萄糖讓亞甲藍還原，藍色逐漸消失，透光度增加到設定值時，紅色 LED 燈再度亮起來。紅色 LED 燈從暗到亮的時間差，即為反應時間。

5.「活動一」最後測試的次數為 1~3 次者額外加總分 20 分，測試的次數為 4 次者額外加總分 10 分，測試的次數為 5 次以上（含）者不另加分，參賽隊伍 要審慎評估。所有的測試都必須在測試杯內進行，測試完畢，測試杯需放置在 A4 粉紅紙上，如在其他地方進行測試，成績將以 0 分計算。

6.記錄反應所需的時間，並記測試一次，若是結果不滿意，可以調整混和體積比 例或加水改變溶液 A 或 B 的濃度，告知評分人員，再進行測試。

7.當測試全部結束之後，告知評分人員，記錄測試的次數後，領取三個玻璃瓶， 進行闖關準備。

8.用油性筆在三個玻璃瓶底上分別標示“1”、“2”、“3”、預計加上亞甲藍 溶液變色時間為 30 秒、60 秒及 90 秒，另外準備調適當濃度的溶液 A、溶液 B，並且全部放在塑膠盆中，準備競賽時使用。

競賽說明

1.第一關，混和後 30 秒會變色的溶液：組員將適量的溶液Ａ與溶液Ｂ裝入編號

1 的玻璃瓶中，並迅速滴入六滴亞甲藍溶液，快速混和均勻後，將玻璃瓶放在
透光感知器上偵測反應時間，同時評分人員說開始計時。

2.滴入六滴亞甲藍溶液後，組員可以攪拌或搖晃，但必須在 4 秒內將玻璃瓶放在 透光感知器上，《如果超過 4 秒沒放上透光感知器的檢測區，則需倒掉全部的 溶液重新配置》。兩種溶液混和後的總體積必須大於 9 毫升，方便放在透光感 知器測量。

3.同步驟 1、2，依序進行第二關，混和後 60 秒會變色的溶液及第三關，混和後 90 秒會變色的溶液。

4.闖關時反應時間的記錄方式將小數全部捨棄，僅記錄整數部分，並作為得分區 間的評分依據。

5.闖關活動時間，必須在 8 分鐘內完成(含活動一及活動二)。

6.計分方式如下：

7.活動一總共有三關，每隊有三次成績，將三次比賽成績相加為 R。

8.測試的次數為 1~3 次者額外加總分 20 分，測試的次數為 4 次者額外加總分 10 分，測試的次數為 0 次或 5 次以上者不另加分。

9.分數 R 與額外加分相加，即為活動一的得分加總。

4.活動一 反應-慢-慢-慢

場地需求

1.每一組場地：長條桌一張。(各區競賽時規格統一即可)

使用材料

1.大會：

葡萄糖10公克

氫氧化鈉(NaOH)10公克

亞甲藍溶液（0.2%）

10毫升及礦泉水

600毫升一瓶、

橡膠手套三雙

約11毫升的玻璃瓶三個

光敏電阻

2.自備：

秤重工具(天平或電子秤)

燒杯數個

塑膠盆二個

測量體積工具(限使用吸管&吸球、針筒、量筒、滴管)

油性筆

抹布

arduino透光感知器（活動一、二共同使用）

護目鏡三個

選備－攪拌工具

協助亞甲藍氧化需要的相關器材。

溶液的氧化

1.將活動一競賽用的玻璃瓶準備好，調整之後可以繼續進行活動二的氧化闖關。

2.將瓶子利用搖晃的方式，讓瓶內的氧氣將還原態亞甲藍氧化成藍色的氧化態。 將搖晃過的玻璃瓶放透光感知器上面測試反應時間。控制搖晃的力道、時間， 控制氧化程度，控制反應時間。找出活動一玻璃瓶 “1”變色的時間為15秒、 玻璃瓶 “2”變色的時間為 30 秒、玻璃瓶 “3”變色的時間為 45 秒變色的 氧化方式。

3.將溶液氧化的調整除了可以用搖晃的方式之外，也可以利用簡單的器材、簡單 方式進行。比如用吸管吹氣、手持打氣筒打氣、玻璃棒或自製攪拌器攪拌…. 等等，禁止使用購買的儀器、設備。如果攪拌或搖晃時導致液體濺出，必須 立即清除乾淨，否則將不計分數。

競賽說明

1.當活動一進行完畢後，玻璃瓶“1”、“2”、“3”不得額外增加或減少玻璃瓶內溶液的量和改變組成，繼續進行活動二評分。

2.第一關，玻璃瓶“1”氧化後15秒會變色的溶液：組員將玻璃瓶“1”利用搖晃或其他方式讓亞甲藍氧化變成藍色之後（變成藍色後幾秒內要到感知器上，由參賽選手決定）放在透光感知器上偵測反應時間，同時評分人員說開始計時。

3. 同步驟1、2，依序進行第二關—玻璃瓶“2”氧化後30秒會變色的溶液及第三關—玻璃瓶“3”氧化後45秒會變色的溶液。

4.闖關時反應時間的記錄方式，小數部分將無條件捨去，僅記錄整數部分，作為得分區間的評分依據。

5.闖關活動時間，必須在8分鐘內完成(含活動一及活動二)；如果8分鐘結束反應仍繼續進行，視為闖關結束，不予計分。

6.計分方式如下：

7.活動二總共有三關，每隊有三次成績，將三次比賽成績相加為R，即為活動二的總分。

5.競賽時間

(一)製作時間

製作：活動的製作與測試時間（含說明及領取材料）共25分鐘。本項競賽必需在70分鐘內完成，含準備、全部組別闖關、計分。

(二)評審時間：

活動一及活動二，同組依序進行，時間共35分鐘。

六、評等

(一)算出活動一和二的得分加總，再按各得分加總高低排序後，各依六等第計分法計分，得成績分別為x、y。每一隊的總成績：z = x＋y。

(二) 總成績z依高低排序後，若z分數相同，則以活動一之六等第最佳者獲得單項優勝獎；若活動一之六等第同分，則以活動一之原始成績最佳者獲勝；若活動一之原始成績同分，則以活動二之原始成績最佳者獲勝。

七、給評分者的建議

(一)檢查事項

1.賽後所有參賽隊伍必須將arduino透光感知器暫託給大會保管並歸還沒用到的光敏電阻一顆。透光感知器將賽程結束之後才歸還。請特別注意，arduino程式必需與大會提供相符，若不相符，則該項目活動一及活動二全數以零分計。

2.大會不提供電源，如有需要請自備，例如電子秤，請選用乾電池式電子秤。

3.吸管(pipet)需搭配吸球手動操作，不得使用電動式吸管。

4.如果因調配不當導致變色不明顯，讓評分人員觀察不易，自行負責。

5.參賽選手必須自備抹布清理桌面的水漬。

6.氫氧化鈉要小心使用，若不慎沾到，請用水沖洗。

7.使用過後的藥品，稀釋過後可以直接倒入水槽。

8.大會將提供橡膠手套供參賽者使用。

(二)競賽製作與評分

1.特別提醒參賽者在進此活動時，需全程需戴上護目鏡及橡膠手套。

2.製作過程中注意參賽隊伍是否有非法測試，如果有的話，該隊成績零分計算。

3.測試用的溶液僅能放置在製作區的A4粉紅紙上，不能帶進競賽區

8.給競賽者的建議

(一)請參考“給評分者建議”，確實做到符合各項檢查項目及操作評分時注意事項。

(二)事先勤加練習，改變氫氧化鈉和葡萄糖的濃度、混合比例，也要考慮溫度的影響，找出最佳條件，以及穩定的操作動作。

(三)評分時有先後之分，參賽同學製作的作品，必須具有穩定性，在1小時內反應的速度不會受影響，如有影響自行負責。

9.器材總表

(一)大會提供

(二)自備器材

秤重工具(天平或電子秤)

燒杯數個

塑膠盆二個

測量體積工具(限使用吸管&吸球、針筒、量筒、滴管)

油性筆

抹布

arduino透光感知器一組

護目鏡三個。

攪拌工具

協助亞甲藍氧化需要的相關器材。