2026年4月6日 星期一

電解質檢驗器材紀錄

基本上是接續小法的 用眼藥水瓶做電解質檢驗

小法的9V電池、LED、1000歐電阻的這個組合,目前應該是最方便的,之前蠻排斥用限流電阻,不過現在覺得這個也無妨了。

如小法老師所提「電解質檢驗是一個很討厭的單元,不是該亮的不亮就是不該亮的亮了!」

這問題也蠻困擾我,因為有時連純水都亮燈...至少純水要很黯淡才是,偶然的機會下把舊的LED挖出來用,發現黃光的LED比較不會有這個問題,藍、綠光的LED都會純水就有明顯亮光,手邊沒有紅光LED,就沒試了。

會這樣的原因,Claude整理如下:

核心原因是 LED 的正向電壓(Vf)與 I–V 曲線形狀

藍光容易亮的原因:藍光/白光 LED 用 GaN 材料製造,Vf 約 2.8–3.6V,但更關鍵的是它的電流-亮度關係非常陡峭——即使只有幾微安(μA)的微小電流通過,肉眼就能察覺到發光。純水雖然導電性很差(電阻約 18 MΩ·cm),但 9V 電池仍能推出幾 μA,剛好落在藍光 LED 的可見亮度範圍。

黃光比較適合的原因:黃光 LED 用 AlGaInP 材料,Vf 較低(2.0–2.4V),但它的發光效率曲線相對平坦,在微小電流下亮度提升不明顯,需要較大電流才會有明顯光輸出,和電解質濃度的對應關係反而更線性、更直觀。

實際優化建議

  • 紅光或黃光 LED,串聯一個 470Ω 到 1kΩ 的限流電阻
  • 如果你手邊只有藍光 LED,可以把電阻換成較大值(2kΩ–4.7kΩ),拉高閾值,讓純水下的微電流不足以點亮
  • 筆芯(石墨)做電極是個好設計,因為碳不會像金屬電極那樣電解出雜質干擾結果
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檢驗器材組合:
1、9V電池、9V電池扣、黃光LED、1000歐電阻、1號鱷魚夾(紅黑各ㄧ)、2P 端子(插LED)、塑膠瓦楞板( 裁切成 10 X 6 cm)。組裝後如下

2、藥品取樣盤:
小法老師用的是玻璃片搭配眼藥瓶、麗芳老師用的是透明的調色盤。
我則是不想裝眼藥瓶,然後又需要很多格,讓學生自己來前面分裝。用過白色調色盤,白色的問題是電極的泡泡看不清楚,還是得透明又有很多小格,最後我用了食品包裝的內襯,這個方便又好用,一個大概1元,下面的每一種都行。

放一盤標示怎麼取,然後後面的就是藥品放燒杯跟滴管了


3.實驗進行:取完藥品,用筆芯當電極,然後如小法老師建議,用過的就折掉就可以繼續做了,最後再丟半片廣用試紙進去(應該先丟也行)。




這樣做起來實驗來速度很快,反應都正確,電解質水溶液電極上的反應也很明顯。
上面為醋酸
上面為食鹽水
上面為氫氧化鈉


4.最後記得交代學生清水沖一下鱷魚夾再擦乾,鱷魚夾比較不會生鏽。





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