科学项目
哪种物质溶解在水中会导电?
安全:请勿食用本项目中使用的物质
一些物质溶解在水中产生的溶液会传导电流。这些物质在水中溶解时会产生离子,正是这些离子使电流通过溶液。本次科学博览会项目的研究方向是利用电导率装置来测定溶解在水中的各种物质是否能导电。
这个科学博览会项目的重点是使用一个导电装置,使研究人员能够确定溶解在水中的物质是否可以导电,如果可以,它是什么类型的导体(电解质)。
根据所做的观察将生成一个数据表,结果将以图表的形式显示。
材料和设备/配料
导电器、塑料杯、大回形针、屏蔽胶带、蒸馏水、矿泉水、蔗糖、碳酸苏打,食盐和家用醋。
除了传导装置外,所有材料都可以从当地超市或主要零售(沃尔玛、塔吉特、达乐百货等)折扣百货商店购买。三折展板可以从工艺品商店购买。
导电性测试仪可以从以下网上卖家处购买:
- 袋装科学“电导率电路板指示器”零售价约为16.00美元,包括免费运费。
- ScienceKit公司“音频/视觉电导率指示器”目录#WW45354M50的零售价约为42美元,有时还提供免费运输和处理。
简介
电流是由带电粒子在外加电场作用于它们的力的作用下运动产生的。纯净水不是电的良导体。有些物质溶解在水中产生溶液时,会传导电流。当这些物质溶解在水中时,会产生离子(带电的电粒子),这些离子携带电流通过溶液。具有这种能力的溶液称为电解质。因为电流是由溶液中的离子输送的,所以导电性随着离子浓度的增加而增加。非电解质是放在水中不产生含有离子的溶液,因此不导电的物质。电解质可分为强电解质和弱电解质这取决于它们完全或部分电离的能力。
电导率可以用电导率测量装置测量,该装置由两个金属电极组成,通常间隔为1厘米(因此测量单位为微西蒙或毫秒)每厘米).在电极上施加恒定电压,使电流流过待测溶液。因为流过溶液的电流与水中溶解离子的浓度成正比,所以电导率可以被测量出来。溶解离子浓度越高,样品的导电性越好,因此电导率读数越高。
导电性装置通常用于水培、水产养殖、游泳池和淡水系统,以监测水中营养物质、盐或杂质的数量。
在实验过程中可以拍摄数字照片,以下网站提供了可加载的图像,可以在显示板上使用:
- http://fondriest.com/fileshare/subpages/science_library/conductivity.jpg
- http://usm.maine.edu/chy/manuals/114/images/ConDiag.gif
研究问题
- 什么是电解质?
- 电导率是什么?
- 根据你的测试结果,哪些物质是好的电解质?
- 看看矿泉水瓶标签上的成分表。你认为哪些元素对导电性有贡献?
- 看看碳酸苏打瓶标签上的成分表。你认为哪些元素对导电性有贡献?
- 在商业手电筒电池内部发现的液体化学糊是电解质,在经过电导率测试的材料中,哪些物质可能用于电池?
实验的程序
- 汇集蒸馏水,矿泉水,收集雨水,碳酸苏打和家居用品醋。
- 将这两种物质溶解在蒸馏水中,制备糖和盐溶液。
- 将待测液体各装半杯。
- 拉直两个回形针,并使用胶带将回形针固定在第一个要测试的杯子的对面。
- 不要将鳄鱼夹直接放入待测溶液中。这将导致最终的夹子腐蚀。相反,把鳄鱼夹夹在回形针上,然后把它们放入溶液中,如左图所示。
- 根据正在使用的电导装置,记录LED是否发光(如果电导电路板指示灯)®),以及餐桌上的灯光是明亮、中度明亮还是暗淡。在测试之间用蒸馏水冲洗回形针和杯子。
- 如果附近有一条流动的小溪,测试其水样的导电性。如果水确实具有导电性,那么什么物质会溶解在水流中?它们来自哪里?
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LED光强&电导率的分类 |
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液体的名字
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明亮的 |
适度明亮 |
昏暗的 |
没有光 |
电解液类型 |
蒸馏水 |
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自来水 |
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矿泉水 |
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雨水 |
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食盐溶液 |
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蔗糖溶液 |
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碳酸苏打水 |
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家庭醋 |
参考书目
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在此警告,并非所有的项目构想都适合所有的个人或在所有的情况下。任何科学项目理念的实施都应在适当的环境下进行,并有适当的家长或其他监督。阅读和遵守项目中使用的所有材料的安全预防措施是每个人的唯一责任。欲了解更多信息,请查阅你所在州的科学安全手册。
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