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摘 要: 实验测定酸碱滴定曲线采用传统方法常存在诸多不足,利用数字化改进后的实验方法能在实际操作中避免诸多不足,提高实验质量,取得良好的教学效果。
关键词: 酸碱滴定 数字化 改进
1.问题的提出
化学新教材(普通高中课程标准实验教科书化学,选修4,人教版,2007年2月第3版第50页)提供了实验测定酸碱滴定曲线的一种传统方法。该方法利用酸碱指示剂的变色定性判断中和滴定的终点,并使用pH计测定pH值,从而最终绘制出相应的滴定曲线。该方法原理虽较简单,但存在诸多不足:①实际操作复杂,尤其是多次pH测定;②利用酸碱指示剂的变色定性判断中和滴定的终点,误差较大;③实验数据处理速度慢,时效性不强,直观性也不强。因此,针对上述诸多不足,对原实验进行改进,引入数字化测量和处理手段,以弥补上述不足,大大提高实验质量。
2.实验原理
酸碱滴定曲线是以中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出的一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱滴定过程中溶液pH的变化情况,其中酸碱滴定附近的pH突变情况,对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
通过使用pH传感器测定酸(盐酸)滴定碱(氢氧化钠溶液)过程中溶液pH的变化,使用光电传感器测定滴加酸的体积,借助计算机及相关软件得到其滴定过程中的pH随滴加体积的变化曲线,并确定滴定终点,确定突变范围,理解在传统方法滴定过程中选择相应酸碱指示剂的理由。
3.实验用品
0.1000mol/L的盐酸、0.1mol/L左右氢氧化钠溶液、pH标准溶液等;
50.00ml酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、250毫升烧杯;
磁力搅拌器、pH传感器、光电门传感器、数据采集器、计算机和数字实验室软件等。
4.实验步骤
(1)用碱式滴定管量取25.00mL0.1mol/L左右氢氧化钠溶液放于250毫升的烧杯中;
(2)将50.00mL酸式滴定管中加满0.1000mol/L盐酸;
(3)用pH为4.00、7.00、9.00的标准溶液将pH传感器标定;
(4)打开磁力搅拌器,并将光电门等传感器都连接好;
(5)运行数字化实验室程序,打开“酸碱中和滴定”实验模板将传感器与软件进行连接;
(6)打开光电门传感器选择液滴计数模式,并清零;
(7)单击实验开始按钮,并将按钮置开始,开始实验;
(8)调节滴定管旋钮,让酸以不连续的液滴开始滴定,等pH降到7以下时,单击结束按钮完成实验。再重复上述实验1~2次。
5.数据的处理
6.结论与分析
通过滴定实验,说明盐酸(强酸)与氢氧化钠(强碱)中和滴定的终点在pH=7附近,并且从PH—V的滴定曲线可以看出在pH=7附近有pH的突变,突变的中点即滴定终点,两侧的曲线变化较平缓,突变范围大约是从9.7至4.3。而甲基橙、酚酞等常见指示剂pH变色范围部分或全部落在此突变范围内。因此,采用传统方法盐酸(强酸)滴定氢氧化钠(强碱)选用酚酞作指示剂较好,误差小;选用甲基橙也可,但误差稍大。
参考文献:
[1]孟立凡,蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2007.
[2]潘娟湘.数字化中和滴定实验.教学仪器与实验,2009(1).
[3]任立新.数字化实验在新课程化学教学应用中的探索与实践.学周刊,2011(3).
关键词: 酸碱滴定 数字化 改进
1.问题的提出
化学新教材(普通高中课程标准实验教科书化学,选修4,人教版,2007年2月第3版第50页)提供了实验测定酸碱滴定曲线的一种传统方法。该方法利用酸碱指示剂的变色定性判断中和滴定的终点,并使用pH计测定pH值,从而最终绘制出相应的滴定曲线。该方法原理虽较简单,但存在诸多不足:①实际操作复杂,尤其是多次pH测定;②利用酸碱指示剂的变色定性判断中和滴定的终点,误差较大;③实验数据处理速度慢,时效性不强,直观性也不强。因此,针对上述诸多不足,对原实验进行改进,引入数字化测量和处理手段,以弥补上述不足,大大提高实验质量。
2.实验原理
酸碱滴定曲线是以中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出的一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱滴定过程中溶液pH的变化情况,其中酸碱滴定附近的pH突变情况,对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。
通过使用pH传感器测定酸(盐酸)滴定碱(氢氧化钠溶液)过程中溶液pH的变化,使用光电传感器测定滴加酸的体积,借助计算机及相关软件得到其滴定过程中的pH随滴加体积的变化曲线,并确定滴定终点,确定突变范围,理解在传统方法滴定过程中选择相应酸碱指示剂的理由。
3.实验用品
0.1000mol/L的盐酸、0.1mol/L左右氢氧化钠溶液、pH标准溶液等;
50.00ml酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、250毫升烧杯;
磁力搅拌器、pH传感器、光电门传感器、数据采集器、计算机和数字实验室软件等。
4.实验步骤
(1)用碱式滴定管量取25.00mL0.1mol/L左右氢氧化钠溶液放于250毫升的烧杯中;
(2)将50.00mL酸式滴定管中加满0.1000mol/L盐酸;
(3)用pH为4.00、7.00、9.00的标准溶液将pH传感器标定;
(4)打开磁力搅拌器,并将光电门等传感器都连接好;
(5)运行数字化实验室程序,打开“酸碱中和滴定”实验模板将传感器与软件进行连接;
(6)打开光电门传感器选择液滴计数模式,并清零;
(7)单击实验开始按钮,并将按钮置开始,开始实验;
(8)调节滴定管旋钮,让酸以不连续的液滴开始滴定,等pH降到7以下时,单击结束按钮完成实验。再重复上述实验1~2次。
5.数据的处理
6.结论与分析
通过滴定实验,说明盐酸(强酸)与氢氧化钠(强碱)中和滴定的终点在pH=7附近,并且从PH—V的滴定曲线可以看出在pH=7附近有pH的突变,突变的中点即滴定终点,两侧的曲线变化较平缓,突变范围大约是从9.7至4.3。而甲基橙、酚酞等常见指示剂pH变色范围部分或全部落在此突变范围内。因此,采用传统方法盐酸(强酸)滴定氢氧化钠(强碱)选用酚酞作指示剂较好,误差小;选用甲基橙也可,但误差稍大。
参考文献:
[1]孟立凡,蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2007.
[2]潘娟湘.数字化中和滴定实验.教学仪器与实验,2009(1).
[3]任立新.数字化实验在新课程化学教学应用中的探索与实践.学周刊,2011(3).