利用電流傳感器進行實驗的兩個裝置的改進

文章編號：1005－6629(2007)04－0006－02中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C

在中學化學實驗中，若要測定溶液的離子濃度，一般會采用滴定的方法；若需測定溶液離子濃度的變化，一般要進行溶液導電實驗，就是通過小燈泡的明暗以及電流表指針的偏轉定性地反映出溶液導電性能強弱的相對變化。這樣做雖然很直觀，但精確度很低。

采用DIS電流傳感器測定，可以提高數據采集精確度。但是在實驗儀器中存在的系統誤差以及在實驗操作過程中人為的較大誤差就很難避免。如果不將這些問題解決，整個實驗在準確性上就會失去傳感器測定的意義。

例如“測定冰醋酸加水稀釋過程中離子濃度的變化”實驗，在精確測量與傳統實驗儀器和粗糙實驗操作之間的矛盾尤為突出。主要體現在以下幾個方面：

(1)如何保證加水稀釋的速率是勻速的；

(2)如何使裝置內液體獲得最佳的攪拌效果；

(3)如何保證實驗操作過程中乙酸溶液與自制電極的接觸面積恒定。

此實驗為一個稀釋實驗，經過反復實驗操作發現，為了采集足夠的數據畫出一條完整的曲線圖象，基本上冰醋酸都要被稀釋十倍以上。但是使用實驗室現有的玻璃儀器在冰醋酸體積較小時液體要浸沒自制電極顯得有些困難。即使能達到浸沒，也無法加入十倍以上的蒸餾水(加入過多蒸餾水，玻璃儀器會出現溢流現象)，或會出現無法放入攪拌子的現象，或出現攪拌效果不佳的局面。

為了解決這些問題，提升實驗整體的精確性，作者自行設計了以下的裝置：

1自動滴液裝置

1.1裝置構造

實驗裝置類似于醫用點滴吊瓶(如圖1)，由玻璃的試劑瓶、兩孔膠塞、玻璃導管、橡皮管、止水夾和活動開關組成。

1.2 流速的標定

在自動滴液裝置中加入250mL左右的水，分別在不同液位處打開止水夾，使用秒表計時。每放出100mL(精確值)進行一次計時，發現前后兩次的耗時紀錄之差值在半秒鐘之內。

前100mL耗時1°50′73″；

后100mL耗時1°50′57″。

1.3 特點

對自動滴液裝置的流速事先進行標定。以設計好的流速滴入有磁力攪拌的盛有冰醋酸的稀釋池中。與此同時，計算機上顯示時間與乙酸溶液導電性(電流)關系的圖像。

整個稀釋過程結束后，只需紀錄稀釋曲線最高點對應的加入蒸餾水的時間，根據事先標定的自動滴液裝置的流速，就可以很容易計算得到最高點對應的加入蒸餾水的體積，從而得到稀釋冰醋酸時溶液中離子濃度開始變小時候的乙酸濃度值。

1.4 使用方法

使用前先對自動滴液裝置流速進行標定。

實驗時將控制流速開關滑動至適合擋位，將止水夾打開，使瓶內蒸餾水流出。實驗結果時關閉止水夾即可。

1.5 實驗裝置原理(如圖2)

1.6該裝置還適用于其它需要勻速滴加液體的化學實驗。

1.7可通過調整BC的長度或者C處出液管管口的大小控制容器內液體的流速(或通過調節自動開關控制流速)。

1.8利用標定好的數據，可以設計程序令計算機上作出的圖像的橫坐標由時間變為體積，這樣能更清楚地說明問題。

2 稀釋池

2.1裝置構造

如圖3，選用250mL錐形瓶(相同容積攪拌效果最好)，將其瓶口用玻璃片封口，并截去底部，倒置。瓶頸部剛好能容納20mL待稀釋冰醋酸，放入攪拌磁子。

2.2 優點

該裝置解決了兩個問題

①該裝置達到了同等條件下最好的液體攪拌效果。

②在冰醋酸體積只有20mL的時候，冰醋酸就能浸沒自制電極。

2.3 使用方法

如圖4，放入自制電極(注意與攪拌磁子的相對位置)，自制電極下端為小的石墨薄片，上部是絕緣的玻璃棒，并且令待稀釋的冰醋酸剛好浸沒自制石墨電極。再將其它儀器裝置安裝到位，實驗即可開始。

2.4稀釋池還可以和自動滴液裝置成套使用(如圖5)