如今的環境挑戰需要持續討論和實際學習機會，以加深學生對環境保護的理解和參與。其中一個活動是探究化石燃料的燃燒不僅對氣候變化有所貢獻，還導致環境化學的變化，例如海洋酸化的增加以及隨之而來的酸雨增加。

化石燃料與海洋化學的關係

化石燃料的燃燒將一系列氣體釋放到大氣中，包括二氧化碳（CO₂）、二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NO₂）。儘管這些排放與氣候變化之間的關係已被充分記錄，但它們對世界海洋的影響同樣令人擔憂，但不太明顯。

海洋充當碳吸收器，吸收大氣中的CO₂。然而，人類活動產生的過量CO₂導致水的pH值明顯降低，使海洋更加酸性。這種酸化會對海洋生物和生態系統產生不利影響，破壞維持海洋生物多樣性的微妙平衡。

透過觀看這段影片，幫助你的學生將海洋酸化的影響置於上下文中，探索華盛頓州奧林匹克半島海岸的學生、科學家和漁民如何應對不斷變化的海洋生態系統。

實驗教材：即時 pH 變化的實驗

在這個實驗中，學生們將使用 Go Direct^® pH 感應器和 Vernier Graphical Analysis^® 探索海洋酸化背後的科學，測量 pH 變化並研究溶解 CO₂ 對水的 pH 的影響。

這個實驗有幾種變化，包括質性演示，比如讓學生透過吸管在水樣品中吹泡泡，或者量化實驗，使用 Alka Seltze^r® 或干冰引入過量 CO₂。這個特定變化的其中一個好處是使用石蠟蠟燭更準確地模擬電廠、燃燒引擎排放和其他人類活動如何在大氣中產生氣體混合物的現實情況。

實驗必需品：

• Chromebook™、電腦或手持裝置
• Vernier Graphical Analysis 應用程式
• Go Direct pH 感應器 或 Go Direct Tris相容pH感應器
• 抽濾管
• 真空瓶和管子
• 適用於瓶子的塞子，用於固定 pH 感應器和塑料管子
• 玻璃漏斗
• 蠟燭
• 火柴或打火機
• 環形座和夾具（2個）
• 蒸餾水
• 酸/鹼指示劑（可選）

實驗設置

在水槽附近準備您的實驗設備。在準備實驗時，先將pH感應器浸泡在pH 7的溶液中，以便感應器有更快的反應時間。將抽濾管連接到水龍頭，並連接真空瓶的管子。

將真空瓶注滿蒸餾水，如有需要可增加通用指示劑。我們建議加入指示劑，以幫助學生在收集定量數據的同時，視覺化地觀察酸度的質的變化。將瓶子固定在圓座上。小心地將管道安裝到瓶子上。

進行實驗

鼓勵學生對通過管子引入空氣和蠟燭燃燒氣體與水混合時會發生什麼提出預測。當空氣通過管子引入時，pH會發生變化嗎？會朝哪個方向變化？這對水的酸度意味著什麼？

打開水龍頭，並在 Graphical Analysis 中開始數據收集。等待 10-20 秒讓 pH 感應器達到平衡，然後點燃玻璃漏斗下的蠟燭。當蠟燭燃燒時，它模擬化石燃料燃燒排放進入海洋的污染物。這些氣體溶解在水中，形成酸，降低 pH 值。這種即時數據可視化讓學生親眼見證了污染對海洋化學的影響。

觀看這個實驗的逐步教學。

實驗提示

為了使實驗更能生動展示對自然環境的影響，嘗試使用不同的水樣品，包括海水和當地取得的淡水。

此實驗也可以使用 LabQuest^® 介面進行，取代 Graphical Analysis 和筆記型電腦或手持裝置。

如果您的數據不一致，可以利用這個機會來探討可能的原因！

討論問題

在實驗之後，討論學生的觀察和對環境的更廣泛影響。

• 這個實驗如何反映海洋酸化的自然過程？
• 海洋酸化的增加可能與酸雨的增加相關嗎？
• 海洋酸化的增加對海洋生態系統可能會有什麼影響？
• 我們作為個人和社區，如何減少我們的碳足跡？

我們一直在這裡提供幫助！如果您對這些實驗或相應的 Vernier 感應器和軟體有任何問題，請聯繫 supports@vernier.com.tw 或電 0223822027，我們將竭誠為您服務！