水溶液的導電性與什麼因素有關?

2021-01-15 海寧市初中科學

    通過以前的學習,我知道純淨的水是不導電的。但在學習電的安全使用時,學習到:溼手或赤腳不要接觸開關、插座、插頭和各種電源接口;不要用溼布抹照明用具和電器設備。什麼情況下水能導電呢?老師說:純淨的水確實是不導電的,但由於自然界的水中溶有大量其他物質,因此生活中所用的水一般是能導電的。那麼,水溶液的導電性與什麼因素有關呢?於是我配製了食鹽水進行了以下實驗。

一個5歐姆的電阻、一個開關、若干食鹽(氯化鈉)、一個電流表、若干根導線、一個燒杯、三節電池、一個勺子、一根筷子、蒸餾水若干、一個靈敏電流表。

1.按照左下圖中的電路圖將電路元件連好,開關斷開。

2.在燒杯中倒入150毫升的蒸餾水。

3.將導線a端和導線b端放入蒸餾水中,電流表的指針不偏轉,將電流表更換成靈敏電流表。觀察靈敏電流表上的示數。

4.在150毫升的蒸餾水中放入一勺食鹽。用筷子快速攪拌,使食鹽快速溶解。將導線a端和導線b端放入食鹽水溶液中,並且使導線a端和b端之間的距離和上面的實驗中的距離相等,觀察靈敏電流表上的示數。

5.在150毫升的蒸餾水中放入兩勺食鹽。用筷子快速攪拌,使食鹽快速溶解。將導線a端和導線b端放入食鹽溶液中,並且使導線a端和b端之間的距離和上面兩次實驗中的距離相等,觀察靈敏電流表上的示數。

6.在150毫升的蒸餾水中放入三勺食鹽。用筷子快速攪拌,使食鹽快速溶解。將導線a端和導線b端放入食鹽溶液中,並且使導線a端和b端之間的距離和上面三次實驗中的距離相等,觀察靈敏電流表上的示數。

7.重複上面的實驗,觀察靈敏電流表的示數,記錄好數據,求平均值,並將記錄好的數據填寫在下圖的表格中。

加入燒杯中的食鹽/勺

靈敏電流表示數/A

0勺(蒸餾水)

0A

1勺

0.025A

2勺

0.5A

3勺

0.075A

通過實驗發現,在加入燒杯中的食鹽勺數增多時,靈敏電流表的示數也相應地增大。

當食鹽水的質量不變,兩金屬片間的距離相同時,食鹽水的濃度越大,食鹽水的導電性越好。

    為什麼相同條件下,食鹽水的溶度越大,導電性越好呢?針對實驗現象,我查閱了相關資料。水是由水分子構成的,純淨水中的微粒只有水分子,水分子不帶電。氯化鈉晶體由鈉離子(Na+)和離子(Cl-)構成,1個鈉離子帶一個正電荷,一個氯離子帶一個負電荷。食鹽溶解在水裡後發生電解,鈉離子、氯離子可以自由移動了,外加電壓的條件下離子發生定向移動就形成電流。像食鹽水等電解質溶液導電的能力的強弱主要由自由移動離子的濃度的大小決定。離子濃度越大,導電能力越強。分析導電能力的變化時,應該抓住離子濃度的變化,根據離子濃度的大小考慮導電能力。另外,溶液的導電性還受:單位離子所帶電荷數,溶液溫度的影響。

下圖是一個水位自動報警器,報警原理是:當水位上漲,水與金屬塊甲接觸,由於非純淨水是導體,控制電路接通,產生一定大小的電流,電磁鐵產生磁性,吸引銜鐵,使動觸點與下面的靜觸點接觸,則綠燈熄滅,紅燈發光報警。


這個能在海水裡正常使用的水位報警器如果移到淡水湖泊、河流裡還能正常使用嗎?移動到淡水水域使用時,水中的鈉離子、氯離子等離子變少,導電性能減小,其它條件不變的情況下,電流會變小。要使這個水位報警器在淡水湖泊、河流中也能正常使用,根據電磁鐵的特點,應該適當增多線圈匝數或增大電源電壓,起到加大電磁鐵磁性的作用。

生活中有很多科學奧秘,只要我們細心觀察,留心發現,便會發現許多平常發現不了的有趣的現象。讓我們學科學、用科學,盡情暢遊在科學的海洋裡吧!

你從學習防觸電的小細節入手,帶著要驗證水溶液的導電性與什麼因素有關這一個科學問題去進行科學探究,無不顯示著你的執著。實驗探案過程中你非常好地運用了控制變量法、轉換法等多種科學方法,特別是用靈敏電流表代替了普通的電流表,讓微小的電流變化展示在我們面前,最終也得出了你想要的結論,也是你的一份耕耘,一份收穫。同時,你也不滿足結論的獲取,還通過查閱了資料,了解了實驗原理,增加了探究的嚴謹性。通過實驗獲得的啟示,你試著去解決水位報警器從海水中轉移到淡水湖泊裡正常使用時需要改變的相關措施,運用科學知識去解決實際問題不就是我們學習科學的真正目的嗎。你的論文很精彩,成功屬於執著的你!


相關焦點

  • 決定強、弱電解質的因素是什麼?
    決定強、弱電解質的因素較多,有時一種物質在某種情況下是強電解質,而在另一種情況下,又可以是弱電解質。
  • 中考物理知識點:不同物質的導電性
    中考物理知識點:不同物質的導電性   1、導體:容易導電的物體叫導體。如:金屬,人體,大地,酸、鹼、鹽的水溶液等。   2、絕緣體:不容易導電的物體叫絕緣體。如:橡膠,玻璃,陶瓷,塑料,油,純水等。
  • 元素周期表中哪種金屬元素的導電性最好?
    就導電性而言,最高的元素是銀,其次是銅和金。銀還具有所有元素中最高的導熱率和最高的光反射率。不過,儘管銀是最好的導體,但銅和金在電氣應用中卻更常用,因為銅價格便宜並且金具有更高的耐腐蝕性,而銀失去光澤後外表面的導電性會降低。
  • 英國化學家尼柯爾森和卡裡斯爾最先發現溶液具有導電性
    自1799年義大利物理學家伏特發明電池以後,英國化學家尼柯爾森和卡裡斯爾最先發現溶液具有導電性。他們把兩根鉑絲的--端放在不是很純的水中,而把兩根鉑絲的另- -端 連接電池的兩極,發現兩極上都有氣體出現,據檢驗負極.上是氫氣,正極上是氧氣。這是他們在1800年發表的實驗結果。接著,他們電解酸、鹼、鹽溶液,也得到同樣的結果。人們感到奇怪的是,為什麼氫氣和氧氣會出現在不同的電極。
  • 羥丙基甲基纖維素水溶液黏度特性
    塗料、造紙、印刷、合成樹脂、陶瓷、紡織、農業、醫藥、食品、化妝品等行業,在應用上羥丙基甲基纖維素最重要的性能之一是其增加液體黏稠度,增稠作用取決於產品在聚合度(DP)、水溶液中纖維素醚的濃度、剪切速率、溶液溫度等因素。
  • 半導體及其導電性
    什麼是半導體?第一種說法,世界上固體分為三種:導體、半導體、絕緣體,半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的固體。我們通常把導電性差的固體,如煤、人工晶體、琥珀、陶瓷等稱為絕緣體。而把導電性比較好的金屬,如金、銀、銅、鐵、錫、鋁等稱為導體。
  • 電路中經常用到的二極體是什麼?為什麼具有單向導電性?
    「二極體」這個詞我相信很多朋友可能很早就聽說過,但是至於它是什麼可能就有點不清楚了,確實是這樣小編我也有很多名詞就是僅僅聽說過,但是至於怎麼回事還真不知道,舉個例子我們家喻戶曉的「相對論」,是不是聽說過,但是相對論是什麼沒怎麼去追究?
  • 導電性聚合物電解電容器
    打開APP 導電性聚合物電解電容器 工程師5 發表於 2018-04-25 09:28:00 作為平滑用電容器,必須要達到100μF以上容量及低阻抗,此前市場的解決方案主要是使用導電性聚合物電解電容器。村田這次擴充了100μF以上的多層陶瓷電容器產品陣容,可以取代導電性聚合物電解電容器。 雖然多層陶瓷電容器的容量比導電性聚合物電解電容器要低,但仍然具有很強的可替代性。這是因為多層陶瓷電容器的阻抗及ESR很低,應對電壓變化反應良好。
  • 絮凝效果和哪些因素有關
    影響絮凝效果的因素有:廢水的Ph值,水溫,水質性質、汙染物濃度、廢水中的雜質成分、性質、濃度、以及攪拌速度等。1.廢水PH值。水質的PH值能夠影響顆粒表面的電荷和絮凝體的沉澱過程,是水處理絮凝重要的參數之一。每一種混凝劑或絮凝劑都有一個適宜的PH值,在此範圍內發生絮凝反應水質中殘留的汙染物濁度最低。在不同行業的廢水處理過程中,適合淨水劑反應的PH值也存在著差異。
  • 焦耳定律及探究電流的熱效應與什麼因素有關
    電流通過導體後產生的熱量與什麼因素有關呢?下面我們探究一下電流通過導體產生的熱量與什麼因素有關。一、實驗。1、實驗目的:探究電流通過導體產生的熱量與電流的關係;探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關係。
  • 人的高度與那些因素有關?
    人在地球上的高度與地球的引力有一定的關係,但不是決定因素,那麼人的的高度究竟與什麼因素有關呢?人在地球上的高度起決定因素是人在長期的進化過程中形成的基因,以及出生後的綜合因素,這兩個都很重要。基因是什麼東西?
  • 全彩LED顯示屏可視角度是什麼?與什麼因素有關?
    全彩LED顯示屏可視角度是什麼?可視角度與什麼因素有關?帶著這樣的疑問,一起來學習:  二、全彩LED顯示屏可視角度影響因素  全彩led大屏幕被觀眾所能看到的範圍越大越好,所以可視角度越大越好。但可視角度的大小主要由管芯封裝方式來決定,所以在封裝管芯的時候一定要慎重考慮。
  • 赤鐵礦石斷囗處是什麼晶體 鐵礦石是晶體嗎
    我的煤炭網>新聞>行業熱點>鐵礦石>赤鐵礦石斷囗處是什麼晶體 鐵礦石是晶體嗎 赤鐵礦石斷囗處是什麼晶體 鐵礦石是晶體嗎 發布日期:2020-06-01 14:28:07 新聞歸檔
  • 納米半導體摻雜鋁大大提高導電性
    一個德國馬克斯普朗克學會微結構物理學研究所參與的國際研究團隊發現了一個可以用來製作具有非常強導電性矽納米線的效應:利用鋁作為催化劑生成這類納米線。科學家們發現,矽在這一過程中吸收的鋁,大大超過了他們的預期。摻雜的鋁含量高,改善了納米線的導電性。這一效應可用來製造其他高摻雜性的納米材料。    科學家們發現,矽在這時候吸收的鋁甚至能超過熱力學定律允許的1萬倍。
  • 天體的磁場是怎麼產生的,與什麼有關,比如地球的磁場如何產生?
    我們現在似乎能得出什麼結論,我們完全可以隱約感覺到,宇宙中具有一定磁場的天體是普遍情況,或者說是天體的常見現象。假如大型天體具有磁場是常見現象,那麼磁場的強度和磁場的出現與什麼因素有關呢?同樣自轉角速度條件下,產生磁場的概率還與天體內部的物質狀態或物質構成有關,天體內部溫越高,越容易呈現液態或等離子態,其分子的最外層電子越容易脫離原子,有利於增強導電性。也就是天體內部物質的導電性越強,越有利於形成磁場,同理,也越有利於磁場強度的提高。
  • 常用溶劑導電性
    導電性如果電荷在溶劑中累積,可能會在液體表面產生高電勢從而放電,這個電能足以點燃易燃的溶劑。
  • 「兩高」水溶液可充電電池問世
    ,將水溶液電解質的電壓穩定窗口提高到了3伏,並研發出高電壓、高能量密度水溶液混合電解質可充電電池。付麗君教授介紹,「水溶液的理論分解電壓是1.23伏,實際電池中由於存在過電勢,分解電壓可以達到1.5~2伏,但很難超過2伏。我們通過使用陽離子交換膜,用鹼性溶液與中性溶液組合成混合電解液體系,將水溶液電解質的電壓穩定窗口提高到了3伏。」  「在水溶液電解質體系中,中性電解液的析氫電位高於鹼性電解液,析氧電位低於酸性溶液,但是其電壓窗口是3種溶液中最寬的。