Wetenschapsexperiment om elektrolytniveaus in sportdranken te testen

Drankbedrijven verdienen elk jaar miljoenen door de kracht van de elektrolyten in hun dranken aan te prijzen die volgens hen het vermogen hebben om de elektrolyten te vervangen die je verliest tijdens oefening. Elektrolyten zijn atomen die in oplossing uiteenvallen in ionen, zoals natrium en kalium. Aangezien deze ionen het vermogen hebben om elektriciteit te geleiden, zijn elektrolyten onmisbaar voor de goede werking van uw cardiovasculaire en zenuwstelsel. Een wetenschappelijk project dat de elektrolytniveaus van verschillende sportdranken vergelijkt, door gebruik te maken van conductantie, die evenredig is met de elektrolytconcentratie, is dus buitengewoon waardevol.

Om de niveaus van elektrolyten in termen van geleiding te meten, gaat u uit van de vergelijking, G = I/V, waarin 'G' de geleiding is, verwijzend naar hoe gemakkelijk elektriciteit door de oplossing gaat, 'I' is de stroom die door de oplossing loopt, en V is de grootte van de spanningsbron die leidde tot de actueel. U gebruikt een ampèremeter, die u gemakkelijk bij een elektronicawinkel kunt krijgen, om de stroom te meten. U hebt een spanningsbron nodig (d.w.z. een 9V-batterij), materialen om uw "geleidingssensor" te bouwen - koper draden en plastic buizen - draden met krokodillenklemmen om het circuit te voltooien, en kommen om uw elektrolyten.

Het opzetten van uw experiment is niet moeilijk. Maak uw geleidingssensor door koperdraad van 6 inch af te knippen en de draad in spoelen om uw plastic buis te wikkelen, totdat er slechts ongeveer 2 inch van de koperdraad overblijft. Sluit een van de draden op de geleidingssensor aan op de positieve pool van de batterij, met behulp van draden met krokodillenklemmen, en sluit de andere draad op de geleidingssensor aan op de multimeter. Stel de multimeter in om gelijkstroom af te lezen. Tot nu toe heb je een open circuit geconstrueerd, vanwege de afstand tussen de twee koperdraden op je conductantiesensor. Wanneer u uw geleidbaarheidssensor onderdompelt in de elektrolytoplossing, zal elektrolytstroom uw koperdraden verbinden, waardoor het circuit wordt gesloten.

Gebruik eerst de conductantiesensor om de huidige niveaus in gedestilleerd water af te lezen. Omdat we niet verwachten dat gedestilleerd water elektrolyten bevat, verwachten we wel gedestilleerd waterstromingen extreem laag zijn, dus het gedestilleerde water fungeert als een controle. Gebruik een maatbeker van 1/2 kopje om 1/2 kopje gedestilleerd water in een kom te gieten. Giet in andere kommen 1/2 kopjes van verschillende sportdranken. Plaats de conductantiesensor in het gedestilleerde water, lees en registreer de stroom, lees en registreer vervolgens de stromen door de sportdranken. Spoel tussen elke sportdrank de geleidbaarheidssensor af in gedestilleerd water om te voorkomen dat drankjes de resultaten van volgende monsters scheef trekken.

De stroom die je afleest van het gedestilleerde water moet je aftrekken van de stroom die je afleest van de sportdranken, als de gedestilleerd water stroom verschilde van 0 Ampère. Zet al uw huidige metingen om in Ampère (van microampère of milliampère) en bereken de conductanties van verschillende sportdranken uit de stromen die u experimenteel hebt gemeten. Interessante toekomstige experimenten zouden kunnen zijn het experimenteel bepalen van de geleiding van andere dranken, zoals melk, bier en limonade, en deze te vergelijken met die van sportdranken.