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【小实验】用传感器揭开自来水与市场上多种品牌的饮用水的秘密


    在日常生活中,相信大家都有一个疑问,就是市场上琳琅满目的饮用水究竟有什么不同呢?它们与我们

家用自来水有什么不同呢?



    通常对于饮用水,大家关心的多是水的pH值和水中的矿物成分的多少。那么,就让实验小队长带领大

家,通过威尼尔的pH传感器和电导率传感器来一探究竟吧!

小贴士:

    pH值:常温下,pH>7即为碱性,pH=7即为中性,pH<7即为酸性。

   电导率:在溶液中,电流通过离子来传输,一定范围内溶液离子浓度越高导电能力就越强。我们通常用

电导率的大小来表示溶液的导电能力。电导率越大,说明溶液中离子浓度越大。

一、实验准备:

1.六种品牌饮用水和一杯自来水,分别用烧杯取100毫升的量作为样品。

2.基本实验仪器:电脑、数据采集器、pH传感器、电导率传感器。

pH传感器

电导率传感器


3.自来水和六种品牌饮用水的成分标识。

(1)自来水:

  水中八大离子是指水中含量最多的八种离子,即钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、钠离子(Na+)、

钾离子(K+)、碳酸根离子(CO32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)和氯离子(Cl-)。

  自来水中的主要成分是水,其中含有微量的氯离子,是用漂白粉(次氯酸钙)或氯气消毒时候留下的,还有一些
钙离子、镁离子、钾离子、以及一些硫酸盐等微量的矿物质,同时,自来水在管道和水龙头中时会带入一些杂质。
(2)红瓶农夫山泉: 在25℃环境下pH值为7.3±0.5,钙、镁、钾、钠、偏硅酸的总量为每≥745μg/100ml,即≥
7.45mg/L。


(3)农夫山泉长白山: 偏硅酸、溶解性固体、钾、钠、镁、钙的总量为73.5mg/L~174mg/L。


(4)剐水:

在25℃环境下pH值为7.45±0.6,钾、镁、锶、溶解性总固体、钠、钙、偏硅酸总量为64.05mg/L~359.2mg/L。


(5)景田百岁山 偏硅酸、钠、镁、钾、钙、溶解性总固体总量为78.6mg/L~405mg/L。



(6)冰露:

纯水中添加了硫酸镁、氯化钾,说明水中有镁离子和钾离子。


(7)怡宝: 配料只有纯水。



二、实验结果:
 1.pH值 
(1)自来水 
其pH为7.77,属于弱碱性。
 
(2)农夫山泉红瓶
其pH为7.94,属于弱碱性。符合瓶上标注的:在25℃环境下pH值为7.3±0.5。
 

(3)农夫山泉长白山

其pH为7.92,属于弱碱性,与红瓶装基本无异。



(4)剐水 
其pH为7.7,属于弱碱性。符合瓶上的标注:在25℃环境下pH值为7.45±0.6。
 
 
(5)景田百岁山
 其pH为7.1,属于弱碱性。

(6)冰露
其pH为7.46,属于弱碱性。
 
 

(7)怡宝

其pH为8.11,碱性较之略大。

 
2.电导率
(1)自来水
其电导率为245.6μS/cm。
 
(2)农夫山泉红瓶
其电导率为86.4μS/cm。   
(3)农夫山泉长白山
其电导率为87μS/cm。 

 
(4)剐水 

其电导率为120.9μS/cm。

 
(5)景田百岁山
其电导率为172μS/cm。
 

(6)冰露

添加了硫酸镁和氯化钾的冰露,其电导率为48μS/cm。


 

(7)怡宝

配料为纯水的怡宝,其导电率只有3μS/cm。

 
根据电导率测试结果大小,我们列出表格,依次排序:

 
三、提问与结论 1.根据表格,我们可以明显证明,水中的可溶成分含量可以代表大部分水中离子的含量,
离子浓度与电导率呈明显的正比关系(电导率主要与离子浓度和离子种类相关,在离子种类相似的情况下,
电导率越大,表明离子浓度越大。根据表格数据,我们通过比较不难发现水样中含有的离子浓度大小关系
为:自来水>景田百岁山>剐水>农夫山泉长白山>农夫山泉红瓶>冰露>怡宝,与配料表说明基本一致)
2.为什么自来水的电导率比经过加工的饮用水的要高很多? 自来水的生产工艺一般包括:水源地取水、加
絮凝剂沉降、过滤、消毒等步骤,而市售饮用水一般会采用纳滤膜脱除水中的有机物、细菌和病毒而保留水
中有益的微量元素,或者采用反渗透膜净化处理水中的所有离子。从生产流程来看,自来水比市售饮用水的
加工程序要粗糙一些,其中含有的杂质离子比市售饮用水要多,所以其电导率更大。这也提醒我们,不能直
接饮用自来水,要对其进行煮沸,以降低水的硬度,并除去一些有害的杂质离子。
3.不论是自来水还是市售饮用水,其pH均为弱碱性,都是适合人饮用的。我国饮用水pH要求是:6.5-8.5,这
个pH范围的水饮用都是安全的,不要去追求什么最佳pH的水。人体是有调节自身pH的功能的,无论喝pH6.5的
水还是喝pH值8.5的水,身体吸收后都会自动调节 :胃液永远是酸性,血液永远是弱碱性 跟喝什么水基本没
关系 。
4.为什么同为市售饮用水,有的电导率比较高,有的则非常低呢? 我们可以猜想,水源地和加工工艺的不同,
导致生产的水是不一样的,产品定位也不同。比如前景田百岁山、剐水、农夫山泉长白山、农夫山泉红瓶,其
经营理念皆为好的水源地产好水,这样的水中含有许多对人体有益的微量元素,所以它们的加工则是去除了水
中不必要的杂质,保留了必要的成分。而冰露和怡宝,做的是极度净化的、少量添加的纯水产品。所以才会有
明显的差异。

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