超微量电解质溶液导电性实验研究

2012-07-17 07:52王锦化史晶晶
化学教与学 2012年1期
关键词:滴管蜂鸣器导电性

王锦化 付 艳 史晶晶

(徐州师范大学化学化工学院 江苏 徐州 221116)

由于新课程电解质溶液导电性部分的教学内容理论性较强,不少学生对微观运动理论的理解感到困难[1,2]。在教学中,非常需要增加一个能够加强学生直观认识酸、碱、盐本质,掌握强、弱电解质电离平衡概念的学生实验[3],但是由于开设电解质导电性学生实验的试剂用量太大、废液排放量过多。所以,迄今也很少有学校能够让每位学生都动手参与这个实验。为了解决这一难题,我们开展了超微量化学实验研究,并成功地将试剂用量降低到常规实验的万分之一,即达到了微升级,且实验现象生动趣味,仪器制作简单、材料唾手可得。超微量化学实验的开展,为激发学生学习兴趣,培养学生绿色化学思想,训练其实验动手能力,加深理解化学理论知识提供了一种趋近于绿色化学实验的新方法。

一、实验仪器与试剂

直流稳压电源、超微量滴管、电烙铁、焊锡、电钻、Φ3.9mm 钻头、钢锯、酒精灯、Φ4mm×15mm 炭棒(废 7 号电池中的炭电极)、铁钉、导线、饮料吸管、发光二极管、蜂鸣器(或音乐集成片)、带风叶的直流电动机、有机玻璃下脚料,洗瓶、1mL注射器,氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、醋酸、氨水、无水乙醇、蜡烛、去离子水。

二、仪器制作

1.超微量滴管的制作

先取一根饮料吸管,在酒精灯火焰上方加热至透明状,离开火焰拉伸,尺寸见图1所示,冷却后截割,尖嘴滴出的液滴不应大于5μL。然后将尖嘴套在1mL注射器上,即成。

图1 超微量滴管尖嘴示意图

2.超微量反应槽的制作

从有机玻璃下脚料上,截取一块8×10×15mm的矩形块,在其上表面中心,钻一个直径6mm、深6mm的半孔。然后在有机玻璃矩形块的两侧对准凹槽中心,各钻1只略小于炭电极直径的通孔,将有机玻璃块放在沸水中烫软,趁热将两只电极分别插入孔中,使其过盈接触,如图2所示。为防止反应槽中的液体渗漏,再分别用热蜡烛油密封电极周边的缝隙。最后,按图2电路,在敷铜板上焊接好发光二极管、蜂鸣器和的电动机等电解质溶液导电性显示器件[4,5]。

图2 电路图及超微量反应槽半剖图

三、实验步骤

用超微量滴管分别移取盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、醋酸、氨水、无水乙醇等试剂进行实验,每次加2滴(10~15μL)。打开电源,观察发光二极管、蜂鸣器以及电动机的实验现象。当加入强电解质溶液时,红、绿发光二极管发出美丽明亮的红、绿光,蜂鸣器发出响亮的声音,电动机风叶飞快转动;加入醋酸或氨水时,红、绿发光二极管仅发出微弱的红、绿光,蜂鸣器发声微弱,电动机风叶不转动;而加入无水乙醇时,各种显示器既无声、光,也无转动。由此,超微量实验非常直观生动而趣味的区别了强、弱电解质和非电解质。注意:每项实验完毕后,都要用去离子水清洗。

四、结论

超微量电解质溶液导电性实验的试剂用量仅是传统实验的万分之一,而实验现象却非常生动趣味,仪器制作材料来自废物利用,操作简便,易清洗,并可反复使用,这为学生人人参与动手实验提高了可能。超微量电化学实验完全突破了传统实验方法的框框,既为新课程实验教学改革提供一种全新的概念和方法,也为培养和训练学生的动手能力提供了一种全新实践平台。

[基金课题:徐州师范大学实验室建设与管理研究课题子课题,NO.L2011Z05;徐州师范大学化学化工学院教育教学研究重点课题子课题,NO.HGXYJY2011Z02。]

[1] 普通高中课程标准实验教科书·选修4[M].北京:人民教育出版社,2005:40-44

[2] 王祖浩等主编.普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理(选修)[M].南京:江苏教育出版社,2005:58-60

[3] 王锦化.增设“微型化学实验仪器的制作”教学内容的体会[J].化学教育,1999,20(1):33-34

[4] 王锦化.声光指示导电试笔[J].化学教育,1988,9(1):49

[5] 王锦化.自制电解质导电实验仪器两例[J].实验室研究与探索,1988,10(3):91-92

猜你喜欢
滴管蜂鸣器导电性
电动自行车产品车速提示音检测现状和整改技术研究(2)
滴灌浇花器
加入超高分子量聚合物的石墨烯纤维导电性优异
掌控板制作简易钢琴
单片机驱动蜂鸣器的程序设计
牙签变星星
对“渗透作用”实验的拓展
丰田凯美瑞240V车间隙警告蜂鸣器异常鸣响
PPy/Ni/NanoG复合材料的制备及导电性能研究
碳纳米管阵列/环氧树脂的导热导电性能