第一篇:实验用DrDAQ pH计测量各种常见饮料的pH值
实验用DrDAQ pH计测量各种常见饮料的pH值
说明:下面实验内容由Pico Technology撰写,广州虹科翻译。
简介
在这里,英国Pico研发生产的DrDAQ外接一个pH电极作为pH计,测量整个pH范围内的普通饮料的pH值。
最近,牙医开始警告人们饮用酸性饮料的危害。牙医认为青少年喝大量碳酸“流行”的饮料,牙釉质被饮料中的酸溶解,从而牙齿被腐蚀。运动员饮用运动饮料也遭受同样的风险。推荐的“安全”级别饮料的pH值是5.5,低于这个值的任何东西都会促进牙齿的腐蚀。该实验着眼于不同饮料的相对的pH值,并根据上述标准的确定一个特定的饮料是否是“安全”的。在这里DrDAQ抛砖引玉,方便后续进一步研究成蛀牙和牙釉质脱落。该实验适合14岁以及以上的人士,要求对pH值测量知识有基本的了解。
设备要求
DrDAQ数据记录仪 连接到电脑(英国Pico公司研发生产)pH传感器(DD011)
装饮料的容器(我们使用塑料杯)
我们选择的常见饮料:
橙汁 苹果汁 黑咖啡 红茶 柠檬茶 原味可乐 百事可乐 樱桃可乐 利宾纳 柠檬果汁 牛奶
实验配置
给所有的杯子倒入等量的液体,要求盖住pH电极的尖端; 标记所有杯子装的液体,以便后续辨认;
将pH电极接入DrDAQ,运行PicoLog软件; 您可以选择使用缓冲溶液校准pH电极;
保证所有的饮料的温度一致,且处于相对稳定的室温下,因为pH读数会随着温度变化而变化,温度一致非常重要。
上图显示实验配置
开展实验
这里有一些常见的物质的pH值表以供参考。
物质 pH 盐酸 0 胃酸 2 醋 3 番茄 4
物质 pH 纯净水 7 血液 7.5 家庭清洁用品 11 炉灶清洁剂 14 在实验开始之前,制一个表,列出您所有需要测试的饮料,并指明您预期的pH值。创建如下图所示的表格:
液体 预期的pH值 记录的pH值
橙汁
苹果汁
黑咖啡
红茶
在每一个液体里轻轻搅动pH电极一两分钟,待到读数稳定之后将pH值记录到表中,并移到下液体。
注意:每次测试每个液体前请注意在装有水的大容器里彻底清洁pH电极,以减少液体间的交叉污染。
当你已经测试了所有的饮料,绘制每个栏显示的期望值和记录值结果的条形图。问题和讨论的结果
pH值的公式:
pH = –log[H+] Q1.对于您所获得的结果,您可以预测我们日常消费的食品和饮料的可能的pH值吗? Q2.当[H+]为9.5E-8 M,计算溶液的pH值。Q3.当pH为5.45时,计算溶液中的 [H+]。
进一步研究
pH读数如何随着液体温度的变化而变化?(可以加热缓存溶液)如果您不这样做,可以调查如何校准pH电极。
实验结果
下面显示的预期的结果是在这个实验开始前在Pico内部统计的平均值。
液体 预期的pH值 记录的pH值
牛奶 8 6.76
柠檬果汁 4.5 3.56
利宾纳 5 3.19
樱桃可乐 3 2.17
百事可乐 3 2.63
原味可乐 2.5 2.61
黑咖啡 7.5 5.51
红茶 7.5 6.37
柠檬茶 5 3.73
苹果汁 3.5 3.49
橙汁 4 3.84
预期结果 VS 记录结果对比图
警告:坚决不能喝实验室里化学品。
结果表明,一些饮料具有类似的酸性pH。这并不意味着酸性饮料可以安全饮用。问题答案
A1.我们可以预测大多数的食品和饮料的pH值都是中性或者酸性的。A2.pH = 7.02 A3.[H+] = 3.5E-6 M 背景资料以供讨论
当牙釉质被牙齿上的酸破坏后就会出现牙齿腐蚀。从酸性到腐蚀产生细菌发生的损坏是一个不同的过程。
不像蛀牙,腐蚀影响牙齿的整个表面。长时间暴露于酸性环境会导致釉质渐进性丧失与牙齿“收缩”、咬边处粉碎。最终,牙本质暴露,导致牙疼,甚至是牙齿坏死。这个过程是不可逆的,需要花费昂贵的牙科美容以恢复功能和外观。
从这里得到的结果,我们可以看到,几种常见饮品低于“安全”的建议5.5 pH值。为了减少损害,请您遵循下面牙医建议。
牙医建议
在牙齿暴露在酸性条件下后,牙釉质被软化变得脆弱。唾液中的钙盐会在一定的时间内重新提供矿质,使得软化牙釉质变硬。因此,喝了酸性饮料之后,不要立刻刷牙,这样会进一步破坏软化的牙釉质,加速腐蚀的过程-至少等半小时之后再刷牙。
教师说明
实验要求被测所有的液体的温度大致相同。因此应该提前做好准备。实验总共花费20至30分钟的时间。
第二篇:用拉伸法测量金属丝杨氏模量实验的改进专题
研究报告
大学物理实验
序号:05 用拉伸法测量金属丝杨氏模量实验的改进
普通物理实验中,在测量金属丝长度时,是在架子上直接利用钢尺进行测量的,这样既不便测量又会造成较大的测量误差;在测量平面镜与标尺之间的距离时,是直接利用钢尺进行测量的,这样测量不易保证钢尺的水平性,从而增加了测量误差;在测量金属丝伸长量时,实验利用光杠杆和望远镜等仪器,操作比较麻烦,在调整望远镜及标尺位置时,不易与平面镜对准,而且从望远镜中读数时,视线不易与刻度线平齐、容易使眼疲劳和晃动望远镜,这都会造成较大的读数误差;在加砝码后,砝码经常会持续的晃动,使金属丝受力大小不停的变化,不利于读数,也会影响测量结果。为了使实验更具准确性及学习性,以下我将从这四个方面对该实验进行改良。
针对直接在仪器上用钢尺对待侧金属丝进行测量造成的误差,我将利用灵敏度较大的欧姆表来代替钢尺进行测量。做实验时,先利用欧姆表测量0.5米待测金属丝的电阻,算出单位长度金属丝的电阻R1,然后再测量我们做实验时,钢丝上夹头与下夹头之间金属丝的电阻R2,再利用L=R2/R1求出金属丝的长度。我认为这样改良,虽然增加了实验的复杂性,而且增加了欧姆表这个实验仪器,从而增加了实验的开支,但这样可以使学生多学一些知识,例如:学生对欧姆表的使用以及金属丝电阻与长度的关系等知识的学习。而且这样改良也可以减少金属丝的测量误差,从而使实验结果更加准确。
对于测量两个物体之间水平距离时,如何保证钢尺良好的水平性,我将利用连通器原理进行改良。在做实验时,取一个塑料细管,把管内注入一些水,然后把细管的一端放在其中一个物体的边缘,把另一端放在另一物体的边缘,测量时钢尺的两端与塑料管两端管内的水面平齐,这样就可以保证钢尺在测量时的水平性,从而更加准确的测量出两物体之间的水平距离,减少实验误差。而且该实验中利用了连通器的原理,也能使学生更加深入的掌握连通器原理,并活学活用,利用连通器原理对生活的一些方法进行改良,例如:在工地上对同一高度做标记时,就可以利用连通器原理来找出同一高度的位置。有利于学生知识与动手能力的培养。
针对利用光杠杆和望远镜等仪器出现的问题,我将通过改变仪器来消除。我利用的也是光杠杆原理,我把放置平面镜的地方换成了我初中时玩的一种激光灯 研究报告
大学物理实验
序号:05(该灯可以发出很细且带色的光线,而且光线强度较强)。在做实验时,把激光灯前端放在支架上,后端放在与金属丝 相连的圆座上,使得在拉金属丝时,激光灯发出光线与水平夹角随着金属丝的长度的变化而变化。在装有标尺与望远镜的铁架上只保留一个标尺,在做实验时,调整铁架的位置,使得激光灯发出的光线照在标尺上,在这一步中,因为激光灯发出的光线是有色且亮的,故很容易调整标尺的位置。因为不需要通过望远镜来读数了,就不会有因为望远镜晃动而产生误差了,而且直接在标尺上读数,容易使视线与刻度线平齐,降低眼疲劳等问题,使得读数更加准确。这样改良实验,既能减少实验的难度,又能使实验测量的数据更加准确,而且由于我 利用的那种激光灯相对于望远镜等仪器很便宜,故还可以节约实验的开支。
针对砝码晃动引起金属丝受力不断变化,从而导致读数误差增大这一问题,我将在砝码周围增加一些器件来使其停止晃动。我的具体方法是,在装有待测金属丝的杨氏模量仪底座上安装两根相互垂直的滑杆,且两杆的中心相互重叠,在两个滑杆上分别套上两个带套的铁片,这两个铁片分别在杆中心的两边,而且这些铁片的套上分别都有一个螺帽,拧动螺帽可以控制铁片在滑杆上的滑动及静止。做实验时,在把砝码放到砝码盘后,滑动滑杆上的四个铁片,使铁片贴在砝码上,但不给砝码竖直方向上的力,并拧动螺帽固定铁片,从而使砝码停止 晃动,然后再进行读数,这样就会消除由于砝码晃动造成读数的困难以及造成的读数误差。这样改良实验,虽然增加了实验器件,从而增加了实验开支,以及增加了实验操作的复杂性,但有利于学生动手能力的培养,以及增加实验结果的准确性。综合起来,这样改良还算可以。