自制水果电池——探究不同水果电池产生的电势大小不同的原因
在中学课本学习中,我们知道水果可以“发电”,并学习了自制水果电池的方法。今天就让小队长代领
大家,尝试用多种水果做不同的水果电池,看看哪种水果“发电”能力更强吧!咱们先来学习下水果电池的
原理,了解一下水果为什么可以“发电”。
水果电池,顾名思义,就是用水果制作成的电池,但是也不是任何一种水果都可以制作而成的哦,一
定要是含有果酸的水果,如柠檬、酸橙、苹果、梨、菠萝等,这是为什么呢?
水果电池是由水果(含果酸)、两金属片和导线来简易制作而成的。两金属片一定要是活动性强弱相差
较大的金属片,我们一般采用是铜片和锌片(或铁片),由于锌片(或铁片)的活动性较强,易失去电子,
因此作为负极,相对而言,铜片的活动性较弱,不易失去电子,因此作为正极。铜片和锌片(或铁片)通
过电解质(即水果中富含的果酸)和导线构成闭合回路,铜片置换出果酸中的氢离子产生正电荷,锌片失去
电子产生负电荷,因此闭合回路中产生电流,理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关。
我们选择了六种水果作为水果电池的原料,分别是:柠檬、菠萝、
橙子、西红柿、苹果、火龙果。
所使用的金属片为铜钥匙、铁片。
所需数字化实验仪器为数据采集器、数据采集软件、双差电压传感器、
pH传感器。
首先,我们先用柠檬做一个水果电池。将铜钥匙与铁片与双差电压传感器相连,红色为正极,黑色为负极。
连接装置如下。
数据如下。由图可见,柠檬水果电池产生的电势为0.38V。
第二个、橙子水果电池。
第三个,苹果水果电池。
数据如下:苹果水果电池产生的电势为0.26V。
第四个,菠萝水果电池。
数据如下:菠萝水果电池产生的电势为0.19V。
第五个,火龙果水果电池。
数据如下:火龙果水果电池产生的电势为0.18V。
第六个,西红柿水果电池。
由图可见,西红柿水果电池的电势为0.318V。
现在,我们将水果榨汁打碎,成为果泥。并使用pH传感器,分别测出它们的pH。我们知道pH<7,
pH值越小,表示酸性越强;
第一,柠檬的pH为3.11。
第二、橙子的pH为4.1。
第三,苹果的pH为4.76。
第四、菠萝的pH为3.99。
第五、火龙果的pH为5.74。
第六、西红柿的pH4.61。
现在,我们根据电势大小,依次列出表格,进行对比:
我们发现,尝起来最酸的柠檬,pH果然最低,因而酸性更大,其电势也是最大的。在这组表格里,pH的
大小与电势大小是基本呈反比的。
我们可以猜想:pH越低,水果酸性越大,果酸越多,所以其水果电池的电势越大。
但是也有例外,菠萝的pH和苹果差不多,其水果电池的电势值却不同,这是为什么呢?小队长猜想,由
之前的图片可见,可能是在做水果电池时,铜钥匙和铁片插入的位置比较靠近菠萝的中心。一个菠萝,其中
心是甜的,没有什么酸味,而越靠外面越酸。恰巧今天小队长买的菠萝又是有些熟透了,其中心部位的颜色
已经呈深褐色了,所以酸性就更加弱了。对于这个问题,欢迎各位同学老师们进一步探究!
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