是盐水的溶解度高还是碳酸水高?没有

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/25 08:53:12
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碳酸水!

碳酸水高

碳酸水高 一些吧.

1研究目的:听过有相关的报导说可乐其实是侵蚀性很强的东西,想要藉此实验来证明看看其腐蚀能力到底有多强,并且比较看看市面上最常见的碳酸饮料、果汁、牛奶和水,互相比较看看谁的腐蚀力最强。
研究方法:利用五种不同的饮料都分别泡入一些生物材料,利用秤重来观察到底有无腐蚀。
研究结果:我们做出的实验结果因为有些误差因素没考虑到而导致结果不甚理想,且泡在别种饮料中的材料跟泡在水中的数据差...

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1研究目的:听过有相关的报导说可乐其实是侵蚀性很强的东西,想要藉此实验来证明看看其腐蚀能力到底有多强,并且比较看看市面上最常见的碳酸饮料、果汁、牛奶和水,互相比较看看谁的腐蚀力最强。
研究方法:利用五种不同的饮料都分别泡入一些生物材料,利用秤重来观察到底有无腐蚀。
研究结果:我们做出的实验结果因为有些误差因素没考虑到而导致结果不甚理想,且泡在别种饮料中的材料跟泡在水中的数据差不多。
研究结论:因此我们分析出可乐等饮料应该不会直接腐蚀生物。
二. 前言:
先前在网路上曾经看过很多关於可乐的谣言,包括有人说把蟑螂丢进可乐中,只要一天的时间,蟑螂就会被腐蚀的尸骨无存,完全消失。还有人说可乐的原液,也是个可怕的东西,据说不小心滴到地板,地板就会被融化。对於这些传言心存怀疑及恐惧,如果可乐真的那麼可怕,为何便利商店不加以禁止贩卖。所以想知道其真实性。听说常喝可乐会影响骨骼发育,所以便用软骨来作实验。虾壳是因为它是外骨骼的一种,想验证可乐对它是否产生化学变化。胶质则是为了与猪耳朵上的软骨加以区隔,另外将它剪下,也纳入实验范围内。
三. 实验原理:一般东西或生物组织放在含有酸的液体中,经过一段时间都会逐渐产生氧化作用,使得这些物质产生变化。
四. 实验材料:1. 24个粗型离心管(实验室提供)
2. 可口可乐、苹果西打、黑松沙士、柠檬果汁、牛奶、水
3. 虾壳、猪耳朵、鸡胸软骨(市场买的)
4. 天平(实验室提供)
五. 实验方法:1. 将猪耳朵仔细切分为软骨与胶质两部分
2. 用天平秤重猪耳朵软骨、猪耳朵胶质、鸡胸软骨、虾壳质量纪录下来。
(除了虾壳每份为0.1克之外,其余三项每份为1克)
3. 将饮料倒入离心管中,各倒入40mL
4. 将上述4种材料放入饮料中 (24个粗型离心管中)
5. 放入时须尽快,减少其他气体的加入以及有气饮料中的气体溢出,并 快速盖紧离心管盖
6. 放置大约2天
7. 将材料拿出离心管用水冲洗乾净、以卫生纸尽可能的压乾
8. 再用天平量取实验后质量,并记录下来
六. 实验结果:在附录一
七. 讨论:
其实我们做出来的实验无法证明任何结果,因为与对照组比较过后发现,其数据与对照组是差不多的,所以表示没有任何腐蚀的现象出现。看了一些相关的实验后发现,磷酸是造成物质腐蚀的主因。磷酸可以去除铁锈,叫做酸洗:
Fe2O3 + 2 H3PO4 → 3 H2O + 2 Fe3+ + 2PO43-
不只是磷酸,盐酸、硫酸都可以。但在体内,磷酸却可以降低钙或铁的吸收率。
实验误差
推测其实验失败原因,可能有以下几个因素:
因素1:为什麼猪耳朵软骨会变重呢?讨论后觉得应该是因为当初没有把软骨旁边的肉刮乾净,导致吸了水而变重。也有可能是因为肉上面聚集了微生物或是菌物生长,而且打开瓶子时我们也确实闻到臭味,所以是可能发生的。
改进1:可以在秤重前先以烘乾机烘乾,确保其重量不包含水分。(其实再作实验前也应该先烘乾一下,把一切可能影响之因素全部去除。)至於会长微生物或菌物这一项,可以加入几滴防止长菌的抑致物,即可解决问题。
因素2:效果不显著。与对照组的数据相近。像是没变化。
改进2:因为这次时间的关系,所以我们只泡了大约两天的时间,其实太短了,不够可乐去侵蚀它,若是可以的话,应该泡久一点。而且可以每一种相同情况多泡几只离心管,之后在算平均值,可降低误差率。
因素3:生物材料固然较贴近我们的日常生活,但是其中变因有的很难去控制,这样做出来的实验就没有参考价值了。
改进3:就像水一样,有对照组可以互相比较。若是以金属片来实验,应该可以看出可乐的腐蚀性,而且没有吸水、长菌的麻烦,又可以知道其腐蚀力的强弱。
而我们在网路上看见一份对於牙齿腐蚀的报告:实验者将牙齿放入牛奶、柠檬汁、沙士、可乐、红糖水、盐水、酒、捏碎的饼乾、切碎的苹果、绿茶中,并且发现除了捏碎的饼乾、切碎的苹果、盐水之外,经过约一小时后,牙齿表面的珐琅质就会开始出现变化,随著时间增加,牙齿被破坏的更严重,会变透明、变黑、牙齿上的组织可以被抠下来、出现牙垢及牙结石和表面变得粗糙不平等。
牙齿整整在溶液里浸了八天,用肉眼观察并没有太大的影响。但是碰到柠檬汁和可乐这种原本就为酸性的溶液,坚硬的珐琅质也会迅速被溶解。一但珐琅质被破坏,里头的组织便毫无招架之力。对牙齿造成巨大伤害。但是由於珐琅质上并无神经,所以通常要等到侵蚀至内部才有感觉,而且造成剧烈疼痛。
碳酸饮料的特性
可乐、汽水、啤酒、香槟等现代人常喝的碳酸饮料,是将二氧化碳加压灌入溶液中,使溶氧量降低,以至於嗜氧菌无法生存;并且会使pH值降到4.0以下,这对於大多数的细菌而言,因为只能生活在pH值等於6.5~7.5的环境中,所以只好销声匿迹了。因此碳酸饮料大都不需要冰存,天生即有著防腐的功能。不过,尽管如此,还是有些嗜酸菌,像是酵母菌、霉菌、乳酸菌、以及醋酸菌等,喜欢生长在酸性环境里;所以碳酸饮料还是得添加防腐剂以免坏掉,一般常添加的防腐剂为苯甲酸钠。
由二氧化碳含量的多寡,可以显示出碳酸饮料的保存是否妥当,或者有没有过期泄气的情形发生?打足气的碳酸饮料,不但清凉爽口,喝到肚子里还会因为体热,而逸出溶液中的过饱和二氧化碳,顺便带走身体里的热量,以达到降低温度,提神醒脑的作用;有时喝得过猛容易打嗝,不过,若是喝到含气量不够的汽水时,除了难喝之外更不解渴。但丹麦一项研究报告指出,汽水中的二氧化碳会增加人体酸性,大量喝汽水的话,会使骨骼变脆弱,增加罹患骨质疏松等疾病,甚至爱喝汽水的民众,发生骨折的机率比不爱喝起水的人,高达3到5倍。
碳酸饮料对身体的影响
碳酸饮料的主要成分是水,以及少量的磷酸、果糖、砂糖、香料或著色剂(例如:焦糖、食用色素)等;有些特殊的口味,则加入苹果酸、柠檬酸、柳橙酸或薄荷,并用高压灌入二氧化碳。
(一)糖对身体健康的影响
目前许多饮料所添加的糖分,大都采用高果糖糖浆 HFCS(high fructose corn
syrup),所谓的高果糖糖浆是用玉米淀粉,经过芽孢杆菌(bacillus)水解成糊精、麦芽糖后,再用曲霉真菌(aspergillus)催化分解成葡萄糖,最后再使用昂贵的葡萄糖异构化酵素(glucose-isomerase enzyme),将葡萄糖部分转化成甜度较高的果糖,然后再经过多次的异构化浓缩,成为晶莹剔透的糖浆。其单位热量大约与糖溶液相同。而最主要的特点是高果糖糖浆一般的售价都远低於糖,因此十分的受欢迎。
高果糖糖浆优点是其成分不会随时间而改变,所以可以维持一定的甜度与品质,而不会影响饮料的口味;缺点是其制程是由微生物帮忙分解成的果糖作为食品的甜味剂,与原本采自甜菜、甘蔗、水果等天然植物萃取液中的蔗糖,分解成果糖量相比,明显增加了许多,而果糖的代谢比起其他醣类,需要更多的铬离子、镁离子与铜离子,假设人类原本应该从食物中摄取代谢的醣类甜味剂,若大都改为用高果糖浆,则可能会造成血液中,此三种金属离子含量的降低,而影响到健康。
(二)糖及酸对牙齿的作用
如果常喝碳酸饮料, 却疏忽了口腔的卫生,很容易导致龋齿的发生;饮料中的糖会与牙垢一起黏在牙齿上,成为细菌的营养剂与温床,细菌会将糖分解成乳酸(CH3CHOHCOOH)腐蚀牙齿,引起牙龈的毁坏。追究其原因,可以由牙齿外包的珐琅质Ca10(PO4)6(OH)2(hydroxyapatite)与酸的作用来分析。平常牙齿是浸润在口腔中的唾液里,其pH值约等於6.8左右,会溶解掉牙齿表面微量的珐琅质,使其成为钙离子( Ca2+)、磷酸根离子( PO4 3-)及氢氧根离子( OH - ),称为「去矿物质化」( d e m i n e r a l i z a t i o n );不过,逆反应会再沉淀回来,称为矿物质化( m i n e r a l i z a t i o n );如此反覆进行,可以保持平衡,而不会损坏珐琅质。
珐琅质其化学反应式如下:
Ca10(PO4)6(OH)2 → 10Ca2+ + 6PO43- + 20H-
口腔内的pH值若低於5.5以下,牙齿上齿菌斑内的细菌,就会侵扰到珐琅质的矿物质化以及去矿物质化的平衡,并使得珐琅质被破坏掉,而发生牙齿蛀蚀的现象。保护牙齿的方法,可以在水中添加氟离子来取代氢氧根离子,形成质地更稳固的氟化磷酸钙(Ca10(PO4)6 F2, fluoroapatite)以防止牙齿的蛀蚀。
Ca10(PO4)6(OH)2 + 2F-→ Ca10(PO4)6F2 + 2OH-
不过,无论如何,少喝碳酸饮料、少吃糖以及食后用牙线洁牙、漱口等,才是口腔保护牙齿的不二法门。
(三)磷酸对骨骼的作用
牙齿的珐琅质和骨骼裏,都包含有矿物质的氢氧磷酸钙,儿童成长期,牙齿及骨骼中的磷酸钙,会不断地在体液裏成长沉积,并且在沉积周围处,保持高浓度的钙离子及磷酸根离子,使其超过溶解度积,而发生沉淀反应:
3Ca2+(aq) + 2PO43-(aq) → Ca3(PO4)2 (s)
Ksp=4.4×10-25
但是,成人的牙齿及骨骼却不再成长,主要的原因是:成长体液附近的pH值略低於7.4,这是由於细胞新陈代谢所导致的缘故;氢离子会将磷酸根离子套住,使得磷酸根离子的浓度降低,如此刚好满足溶解度积的需求,使得正常的牙齿,以及骨骼既不再增长,也不会消失。其反应为:
PO43-(aq) + H+ (aq) → HPO42- (aq)
而人一旦过了35岁以后,吸收钙的效率会逐渐地降低;碳酸饮料中大都含有磷酸的成分而缺乏钙离子(因为钙离子的存在,会与磷酸以及碳酸发生沉淀),因此导致钙离子和磷酸根离子的比例失调,使得钙离子的吸收受到了限制而减少,可能会引起骨质疏松症或骨碎症。虽然,有的乳酸饮料,会以含钙离子来作为卖点;不过,因为各种成分只含有微量,所以,除非是长期大量饮用碳酸饮料,或是当白开水来喝,才会造成骨骼的伤害。
可乐中的磷酸可以清除污垢,虽然没有比盐酸或硫酸酸,但比起水来,溶解铁锈、清洁污垢的功效较强,因此将可乐倒入马桶、清洁保险杆,内含的离子与氧化铁产生化学反应,造成污垢脱落,这是有可能的。我们把可乐喝到人体中,可乐中的磷酸会对身体有害 据资料显示,磷酸会降低体内钙的吸收,影响骨骼生长及身高的正常发育。磷酸若摄取过多,对钙的吸收也会有不良影响。另外,磷酸还会阻碍铁质的吸收,铁是制造血液的主要材料之一,一旦铁质不够,会引起缺铁性贫血。所以可见得可乐不能太常喝。
(四)二氧化碳对身体的影响
人体正常的代谢功能,是除了在肺泡中所含有的那6%二氧化碳,其余均从呼气中排出。如果环境中二氧化碳的浓度增加,肺泡内的浓度也随之增加,而使血液中二氧化碳的浓度增加,使血液的pH值发生变化,这种变化会刺激呼吸神经调节,反射性地使呼吸加快,放出过剩的二氧化碳。如果长时间吸入高浓度二氧化碳,将引起代谢障碍,特别是因中枢神经受到抑制而发各种症状。具体来说,会有下列的情况:呼吸困难,头痛,眩晕,呕吐等症状,再严重一点,会引起视力障碍,痉挛,呼吸加快,血压升高,意识丧失等;最严重时可能出现中枢神经的抑制,发生昏睡,痉挛等而窒息死亡。有一实例:某外国大学有场比赛:「看谁能喝最多的可口可乐?」获胜者喝了八瓶,却当场死亡,因为血管中含了太多的二氧化碳,而没有足够的氧。导致其体内无法调节,才会突然死亡。
八. 补充:
实验材料饮料的成分
(1)可口可乐:碳酸水、高果糖糖浆、磷酸、焦糖、天然香料(含咖啡因)
(2)黑松沙士:碳酸水、原料糖(砂糖和高果糖糖浆〉、柠檬酸、焦糖、香料
(3)柠檬汁:水分、粗蛋白、粗脂肪、碳水化合物、钙、磷、铁、钾、维生素 C
(4)苹果西打:碳酸水、果糖、砂糖、苹果汁、天然苹果香料、柠檬酸、焦糖
(5)牛奶:蛋白质、脂肪、碳水化合物、水份、维生素B2、B6、B12、菸碱酸、维生素A、维生素D、钙质、钾、钠、氯、镁

可乐的功用
清洁厕所:倒一罐可口可乐在马桶裏,让这个活生生的可乐待个一小时,然后冲掉。可乐裏的柠檬酸会将玻璃质似陶瓷器(译注:指马桶)上的污点消除。
将车子保险杆上的污锈除去:将皱成一团的铝箔片(译注:即一般厨房裏刷洗锅底的 铝质刷子)浸在可口可乐后,拿来搓洗保险杆。
清洁汽车电池的电极:将整罐的可口可乐倒在电极,以可乐的泡沫清除锈蚀。松开锈蚀的螺栓:将一块布浸在可口可乐后,搓洗锈蚀的螺栓,搓个几分钟。
除去衣物的油脂:将整罐可乐倒在一堆油腻的衣物,加入清洁剂,再进行清洗工作。可口可乐可以帮忙油垢的附离。
清除挡风玻璃的污雾
2 水 果汁 牛奶 可口可乐 苹果西打 黑松沙士
1.虾壳 0.06 0.07 0.06 0.04 0.07 0.06
2.鸡胸
软骨 1.06 0.93 0.92 0.92 0.81 0.96
3.猪耳朵
胶质 1.74 1.60 1.91 2.09 1.71 1.84
4.猪耳朵
软骨 1.16 1.20 1.11 1.19 1.11 1.12

收起

碳酸水

碳酸水

碳酸水/

碳酸水