Le aziende produttrici di bevande guadagnano milioni ogni anno pubblicizzando il potere degli elettroliti nelle loro bevande che, secondo loro, hanno la capacità di sostituire gli elettroliti che si perdono durante esercizio. Gli elettroliti sono atomi che si separano in ioni, come sodio e potassio, in soluzione. Poiché questi ioni hanno il potenziale per condurre elettricità, gli elettroliti sono indispensabili per il corretto funzionamento del sistema cardiovascolare e nervoso. Pertanto, un progetto scientifico che confronta i livelli di elettroliti di diverse bevande sportive, utilizzando la conduttanza, che è proporzionale alla concentrazione di elettroliti, è estremamente prezioso.
Materiali per misurare i livelli di elettroliti
Per misurare i livelli di elettroliti in termini di conduttanza, partirai dall'equazione, G = I/V, in cui 'G' è la conduttanza, facendo riferimento a la facilità con cui l'elettricità passa attraverso la soluzione, "I" è la corrente che attraversa la soluzione e V è la dimensione della sorgente di tensione che ha portato alla attuale. Utilizzerai un amperometro, che puoi acquistare facilmente da un negozio di elettronica, per misurare la corrente. Avrai bisogno di una fonte di tensione (cioè una batteria da 9 V), materiali per costruire il tuo "sensore di conduttanza" - rame fili e tubi di plastica: fili con clip a coccodrillo per completare il circuito e ciotole per tenere il tuo elettroliti.
Setup sperimentale
Configurare il tuo esperimento non è difficile. Crea il tuo sensore di conduttanza tagliando lunghezze di 6 pollici di filo di rame e avvolgendo il filo attorno al tubo di plastica in bobine, fino a quando rimangono solo circa 2 pollici di filo di rame. Collegare uno dei fili sul sensore di conduttanza al terminale positivo della batteria, utilizzando fili con morsetti a coccodrillo, e collegare l'altro filo sul sensore di conduttanza al multimetro. Imposta il multimetro per leggere la corrente continua. Finora, hai costruito un circuito aperto, a causa della distanza tra i due fili di rame sul tuo sensore di conduttanza. Quando immergi il sensore di conduttanza nella soluzione elettrolitica, la corrente elettrolitica collegherà i tuoi fili di rame, chiudendo così il circuito.
Sperimentazione
In primo luogo, utilizzare il sensore di conduttanza per leggere i livelli attuali nell'acqua distillata. Poiché non ci aspettiamo che l'acqua distillata contenga elettroliti, ci aspetteremmo che l'acqua distillata correnti d'acqua essere estremamente basso, quindi l'acqua distillata funge da controllo. Usa un misurino da 1/2 tazza per versare 1/2 tazza di acqua distillata in una ciotola. In altre ciotole, versa 1/2 tazza di diverse bevande sportive. Posiziona il sensore di conduttanza nell'acqua distillata, leggi e registra la corrente, quindi leggi e registra le correnti attraverso le bevande sportive. Tra ogni bevanda sportiva, sciacquare il sensore di conduttanza in acqua distillata per evitare che le bevande distorcano i risultati dei campioni successivi.
Analisi dei dati
Dovresti sottrarre la corrente che leggi dall'acqua distillata dalle correnti che leggi dalle bevande sportive, se la corrente dell'acqua distillata differisce da 0 Ampere. Converti tutte le tue letture correnti in Ampere (da microampere o milliampere) e calcola le conduttanze di diverse bevande sportive dalle correnti che hai misurato, sperimentalmente. Interessanti esperimenti futuri potrebbero comportare la determinazione sperimentale della conduttanza di altre bevande, come latte, birra e limonata, e confrontarle con quelle delle bevande sportive.