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pH值是什麼? 繽紛的彩虹
2017-06-07
pH值是什麼?繽紛的彩虹-PASCO數位化實驗

學生們往往需要花時間理解pH值。即使我們可以告訴他們這是對數函數,他們可能會將”logs”聯想到計算機的按鈕或是一片木頭。因此,如何使他們能真正的了解pH值的意義呢?在彩虹的盡頭,尋找的,不是一罈金子,而是一個課程。

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pH值是什麼?

繽紛的彩虹


學生們往往需要花時間理解pH值。即使我們可以告訴他們這是對數函數,他們可能會將 ”logs” 聯想到計算機的按鈕或是一片木頭。因此,如何使他們能真正的了解pH值的意義呢?在彩虹的盡頭,尋找的,不是一罈金子(註:愛爾蘭童話),而是一個課程。


讓我們從酸開始吧。首先請學生們將10ml 的0.1M HCl倒入試管中。接著使用量筒與滴管,另外取出0.1M HCl溶液1ml滴入有9ml 水的試管,製作出0.1M的稀釋溶液。之後可以重複相同的步驟,再取出1ml的稀釋溶液,同樣滴入9ml水試管,直到5種溶液產生。他們可能不清楚為什麼要這樣做,只是進行了連續的稀釋。接著可以在溶液中加入一些廣用指示劑,來觀察顏色的變化。

pH值是什麼?繽紛的彩虹

使用指示劑很好,但是它們只是指示劑。在這個情況,指示劑並不能區分出1-4號試管。當顏色的區分無法鑑別,要真正的了解pH值,您的學生需要進行實際的pH測量。

pH值是什麼?繽紛的彩虹

現在,來到了有趣的部分!在紀錄這些溶液的數據之後,重要的是要讓學生們從這些量測中獲得一些意義。是時候複習濃度計算的技能。學生們應該具有計算濃度,並且運用科學記號寫下酸的濃度的能力。


試管#
HCl的濃度
(M)
科學記號
表示HCl
的濃度 (M)
[H+]
(M)
[H+]的指數
[H+]指數
的負值
指示劑
的顏色
pH
1
0.10
1x10-1
1x10-1
-1
1
0.97
2
0.01
1x10-2
1x10-2
-2
2
1.7
3
0.001
1x10-3
1x10-3
-3
3
2.62
4
0.0001
1x10-4
1x10-4
-4
4
3.61
5
0.00001
1x10-5
1x10-5
-5
5
4.83


不需要去追尋彩虹,您的學生現在需要一些好的指導性的問題,而且應該了解pH值是基於氫離子濃度的負指數。有了這個認知,pH=-log[H+]將比單純的計算公式更強大。


接著我們可以延伸課程到pOH與pH的關係。根據相同的過程,學生們可以從0.1M的NaOH溶液開始連續稀釋。

pH值是什麼?繽紛的彩虹

在透過 無線酸鹼值感應器 以及一些新的廣用指示劑進行多采多姿的活動之後,您的學生將可以找到彩虹般的關係:一個更好了解pH值的方式,包括他的意義與測量方式。


 

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