实验用DrDAQ pH计测量各种常见饮料的pH值

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。