探究测定空气中氧气含量的环保创新法
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测定空气中氧含量实验的改进与探讨空气中氧含量的测定实验是一种常见的实验,通常通过化学反应或仪器测量的方法来确定样品中的氧含量。
这种实验方法也存在一些改进的空间,可以通过以下几个方面来探讨改进。
对于化学反应法测定氧含量的方法,可以考虑使用更容易操作、更安全的化学试剂来进行实验。
传统的氧含量测定中使用的是锰酸钾溶液作为氧化剂,但该溶液对人体有一定的伤害性。
可以尝试使用更温和的氧化剂,如过氧化氢溶液,来替代锰酸钾溶液。
这样可以提高实验的操作安全性。
使用仪器测量氧含量的方法也可以进行改进。
传统的方法是通过电化学方法测定氧含量,需要使用氧化还原电极。
这种方法需要周期性地对电极进行校准和维护,而且对样品的环境条件要求较高,如温度、湿度等。
可以考虑使用其他更简便的仪器来测定氧含量,如氧气传感器。
氧气传感器可以直接测量样品中的氧气浓度,并输出一个电信号,不需要复杂的操作和校准步骤,同时对环境条件的要求也较低。
还可以通过改进实验的数据处理方法来提高测定结果的准确性。
一种方法是采用多次重复测量的平均值来代表最终结果。
这样可以减小实验误差对结果的影响。
另一种方法是使用外部标准物质作为参照物来校正数据。
可以将已知氧含量的空气样品作为标准样品,通过测量标准样品和待测样品的响应值,根据其差异来计算出待测样品中的氧含量。
这样可以提高结果的精确度。
为了加强实验的可靠性和可重复性,可以适当增加实验的控制条件。
可以控制实验室的温度和湿度,避免外部环境因素对实验结果的影响。
在实验操作过程中要认真遵守实验操作规范,确保实验条件的一致性,以减小实验误差。
空气中氧含量的测定实验可以通过改进化学反应和仪器测量方法,改进数据处理方法以及增加实验的控制条件等方面来提高测定结果的准确性和可靠性。
这样可以使实验结果更加客观和可靠,为相关研究提供更有价值的数据。
测定空气中氧气含量实验的创新设计陆春华摘 要:对人教版《化学(九年级)》教材中测定空气中氧气含量实验做了多种创新设计,遵从实验更加绿色环保、精确度更高、连贯性更强的思路,有利于学生在课外实践活动中拓展思维。
关键词:空气中氧气含量测定;实验改进;课外实践活动作者简介:陆春华,本科,中教一级。
江苏省海门市正余初级中学,226153基金项目:江苏省南通市教育科学“十三五”规划2016年度课题《基于“证据推理”的化学实验实践研究》(编号:QN2016070)。
现行的人教版《化学(九年级)》教材中测定空气中氧气含量实验[1](如图1所示)是九年级化学中一个非常经典的演示实验,此实验尽管操作简单,但也存在着以下不足之处。
图1 测定空气中氧气含量(1)由于红磷是在集气瓶外引燃的,无论教师动作多么迅速,但仍有瓶内部分空气受热而事先逸出瓶外,最终导致实验结果不够精确[2]。
(2)在点燃红磷时,在瓶外产生的白烟污染了环境,尤其是对讲台周围的学生影响很大。
(3)有些教师为了减小实验误差,追求燃烧匙插入集气瓶中的速度,实验过程中还会出现红磷熄灭的现象[3]。
为了完善教材实验,使得实验更加精确、科学、绿色环保,笔者借鉴其他教师的一些想法和做法,先列举4种改进方法,并对其进行反思,旨在“抛砖引玉”。
一、新方案一1.实验材料一只大烧杯(500 mL)、暖宝宝铁粉、用矿泉水瓶底制作而成的约2.5 cm 高的塑料盒、高锰酸钾、白磷、镊子、塑料胶管(用502胶水把一根塑料胶管粘在烧杯的内壁,内壁上的塑料胶管口与500 mL 刻度保持水平,塑料胶管从烧杯的尖嘴部位伸出烧杯外约10 cm ,便于调节水位时排出空气)、水槽、3根立柱(粘在水槽中)、立柱高度为烧杯倒置于立柱上时,烧杯中的500 mL 刻度正好与水槽边缘保持水平或稍高。
2.实验过程(1)在水槽中放入适量的水,加入少许高锰酸钾。
(2)用剪刀把矿泉水瓶底剪成塑料盒,放在水面上,在塑料盒里倒入约2 cm 厚的暖宝宝铁粉(铺撒均匀)。
空气中氧气含量的测定实验原理 利用红磷在空气中燃烧,将瓶内氧气消耗掉,生成五氧化二磷固体,使空气内压强减少,在大气压作用下,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
装置步骤 ①连接装置,检查装置气密性②把集气瓶的容积分成5等份,做好记号。
③用止水夹夹紧胶管。
④在燃烧匙内放入过量的红磷。
⑤点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入集气瓶中,把塞子塞紧⑥待红磷熄灭并冷却后,打开止水阀现象 ①集气瓶中有大量的白烟生成,并放出热量②打开止水夹,烧杯中的水倒流到集气瓶中,并上升到约1/5处结论空气中氧气的体积分数约为1/5。
实验中的注意事项:1.测定空气中氧气的体积分数时,所用物质应满足的条件:①此物质能够在空气中中燃烧,不能用铁丝代替,铁丝在空气中不能燃烧②此物质在空气中燃烧的时只能消耗氧气,不能消耗其他气体。
不能选用镁代替红磷,因为镁不仅与空气中的氧气反应,还和二氧化碳反应。
③此物质在空气中燃烧时只能生成固体,而不能生成气体,一般不用木炭,硫代替红磷。
2.实验失败与成功的原因:①装置不漏气是本实验成功的关键,所以实验前应检查装置的气密性。
如果气密性不好,外界空气会进入容器,使测定结果低于1/5。
②实验中红磷要过量,以消耗容器内全部氧气,否则会使测定结果低于1/5.③实验完毕,待容器冷却至室温后,再打开止水夹,观察进水的体积,避免因温度高,气体膨胀,使测定结果低于1/5。
(4)导气管要夹紧,燃烧匙放入集气瓶时要迅速,防止空气受热膨胀,从导气管或集气瓶逸出,导致进入水的体积增多,使实验结果偏高。
(3)导管事先未注满水,会引起测量结果如何改变?导管未注满水,燃烧冷却后,进入的水有一部分存在导管中,所以集气瓶内水的体积减少,故氧气的体积减少,测量结果偏低。
空气中氧气含量测定实验的改进:1.测定原理:(1)红磷(白磷)在密闭的容器中燃烧,消耗氧气,生成白色固体五氧化二磷。
密闭容器内压强减小,大气压将水压入容器或导致活塞移动,通过测定容器中的水的量或观察刻度测定氧气在空气中的含量。
测定空气中氧气的含量
一、实验目的:测定空气中氧气的含量
二、实验仪器及药品:
仪器:集气瓶燃烧匙弹簧夹烧杯玻璃导管乳胶管放大镜镊子滤纸
药品:白磷氢氧化钙溶液红墨水
三、实验装置图及说明:
四、实验操作:
1、在集气瓶内加入少量氢氧化钙溶液,滴上几滴红墨水,并做上标记,用弹簧夹夹紧乳胶管。
2、用镊子适量大小的白磷,放在滤纸上,将水吸净,放入燃烧匙中,伸入集气瓶并把塞子塞紧。
3、用放大镜集中太阳光,照射燃烧匙中的白磷,观察白磷燃烧的现象。
4、待白磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面的变化情况。
5、待反应完成后,将燃烧匙中剩余的白磷放入集气瓶中的溶液中,再做处理。
五、实验创新点及其意义:
1、将红磷改为白磷,简化了实验过程,省去了在空气中点燃红磷这一步骤,从而减少了将燃着
的红磷装入集气瓶中这一实验过程中的因为操作的快慢而造成的实验误差;
2、将红磷改为白磷,同时做到了注重环境的保护:红磷在空气中点燃,会产生大量的白烟,污染空气,还会对人造成危害。
本实验选用白磷,未点燃之前就直接伸入集气瓶中,利用放大镜聚光原理来加热,使其燃烧,减少了红磷在空气中燃烧产生白烟污染空气的危害。
3、将水改为氢氧化钙溶液:可以更好的吸收反应生成的五氧化二磷,减少实验误差。
空气中氧气含量测定化学实验创新设计一、创新实验目的空气中氧气含量测定实验是中学化学实验教学的重点之一。
现行人教版教材及教参书推荐的装置是利用红磷与氧气反应生成固体氧化物,且不会生成其他气体,来测定空气中氧气的含量。
这个实验设计存在许多因素导致测量的时候出现误差,如:当氧气的量少到一定程度时无法再参与反应红磷不能消耗完空气中的氧气、在外面引燃红磷后伸进装置中,会因操作快慢不当等引起误差、内外液面存在液位差或注入水时引进空气等。
由于这些因素的存在,在实验中难以做到水进入五分之一体积的结果,甚至每一次实验之间,结果相差都比较大。
为解决这个问题,特设计了一套进行空气中氧气含量测定实验的装置,它不仅适合于教师演示,而且也适合于学生实验,整个装置简单,易于操作,实验效果良好,整个实验只需3分钟左右的时间。
二、实验仪器及用品具支试管、100mL注射器、玻璃棉、止水夹、乳胶管、玻璃导管、白磷、橡皮塞火柴、酒精灯。
100ml已经染成红色的水三、实验仪器装置图及说明在具支试管中铺上一层玻璃棉,用于保护反应管;注射器提前连接好,装入100ml水;橡皮塞要塞紧;白磷的量要保证足量。
四、实验操作将橡皮塞取下,取一定量的白磷放入具支试管底部的玻璃棉上,塞紧橡皮塞,用指头压住试管上面的橡皮塞,在试管底部稍微加热,大约在55℃时开始燃烧,生成大量的白烟(生成的P2O5固体小颗粒),在狭窄的反应管中,空气很快消耗掉.待反应结束,装置完全冷却后,装置打开止水夹a,注射器内染色的水进入具支试管约为试管容积的五分之一。
五、实验创新点及其意义首先,这套能在短时间内完成空气中氧气含量的测定实验,给老师上课赢得了时间;其二,实验装置所需材料简单,有利于学生课内外开展实验;其三,是该反应始终在一个密闭的容器中进行,误差较小,现象比较明显,采用染色的水,对比性强。
其四,受装置的启发,可以利用类似的装置,进行试验,比如可以一直合适大小的橡皮塞上穿透插一根注射针管将针管长处的一端用小橡皮塞封好,取适量白磷在试管内,在试管底部稍微加热,观察现象,试管冷却至室温时,将试管倒置,使针管口进入染色的水中,在水下拔掉小橡皮塞,观察现象。
1《测定空气里氧气的含量》实验创新贵州省册亨县坡坪中学赵立经 552201一、实验改进原因人教版九年级化学27页[实验2-1]:测定空气里氧气的含量的实验,实验装置图如下:实验2-1本人认为该实验存在如下问题:1、 该实验是在非密闭体系下进行,红磷点燃后伸入集气瓶的瞬间属于非密闭状态,集气瓶内 空气由于受热膨胀会导致部分气体溢出,使得测出的氧气含量偏大。
从理论上讲,当塞紧瓶塞后, 红磷在集气瓶内燃烧使瓶内氧气浓度逐渐降低,当氧气浓度低到一定程度时红磷熄灭,但不会把 氧气全部消耗,因此,测出的氧气含量应略小于空气中氧气含量的理论值才合逻辑。
2、 该实验成功与否与燃着的红磷伸进集气瓶速度的快慢及塞紧瓶塞快慢有密切的关系,掌握 不好将导致实验失败;如果让学生操作成功率较低。
综上所述,特对该实验装置及操作作如下改进:一、 实验改进1、 实验用品:学生电源(9V1.5A 直流电)或40A 教学电源、集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、注 射器、输液管、铜导线、10欧姆电阻或500W-1000W 电炉丝约1.5cm 、白磷。
2、 实验装置装置图1(电炉丝作热源)装置图2(10欧姆电阻作热源)装置图3(大号针头接输液管)装置图4(针头接注射器)二、 实验操作1、 创新方案一 (验证实验—验证空气中氧气体积约占空气总体积的1/5)实验操作步骤:(1) 检查装置的气密性:把输液管一端接针头,另一端伸入盛水的烧杯中,用手握住集气 瓶一段时间后看烧杯中有无气泡;2(2)把装置1的橡皮塞连同附属部分(燃烧匙、导线、电炉丝)一起取下,向集气瓶中装满水,再把橡皮塞连同附属部分伸进集气瓶中并塞紧瓶塞,使瓶内无气泡;(3)把橡皮塞取下(尽量使瓶内的水不流失),用量筒测量集气瓶内水的体积Vml ;向集气 瓶内注入ml ml v 55)5(+-的水,并用橡皮筋标记水面的位置(如装置图2)后把水倒掉; (4)向集气瓶中注入5ml 的水(能及时溶解磷燃烧生成的五氧化二磷及降温),此时密闭体系中空气的体积为(v-5)ml ,其1/5的位置即为第(3)步中橡皮筋标记的位置。
环保法测定空气中氧气含量的实验一、实验目的测定空气中氧气的含量实验是初中化学实验教学的重要组成部分,但传统的实验过程中产生的大量白烟使老师和前排的学生受到强烈的刺激和伤害,以致师生出现咳嗽、打喷嚏等不适症状。
为解决这个问题,通过反复的实验和改进,设计出了一套环保测定空气中氧气含量的实验,它既适合于教师演示,也适合于学生实验,装置简单,易于操作,气密性较课本实验更有保障,实验效果良好,绿色环保有效解决了传统的实验过程中产生的大量白烟使老师和前排的学生受到强烈的刺激和伤害的弊端。
还可以利用该装置在瓶内点火的原理,还可以代替硫在空气或氧气中的燃烧、用白磷在锥形瓶内燃烧验证质量守恒定律等燃烧会产生刺激或有毒物质的绿色环保实验。
二、实验仪器及试剂加长点火器 集气瓶 橡胶塞 导管 烧杯 燃烧匙 红磷 止水夹 火柴三、实验仪器装置图 仪器的组装说明为保证加长点火器和橡胶塞连接的紧密性,要将其粘连在一起或橡皮泥堵住。
1.加长点火器 6.止水夹 5.导管 4.烧杯2.集气瓶3.橡胶塞四、实验操作向燃烧匙内加入过量的红磷,在红磷表面覆盖适量的火柴头颗粒,(火柴头易燃、着火点较低,燃烧可将红磷的温度加热到着火点以上,且其燃烧消耗的氧气可由自身的成分分解产生,不会对实验结果产生影响);将燃烧匙和加长点火器头伸入集气瓶并塞紧瓶塞;检查装置的气密性,再将止水夹夹在橡胶导管处;用加长点火器打火将火柴头颗粒引燃继而引燃红磷;待白烟消失、集气瓶冷却后打开止水夹,观察。
五、创新(改进)的意义1、解决了测定空气中氧气的含量的传统实验过程中产生的大量白烟使老师和前排的学生受到强烈的刺激和伤害,使实验更符合绿色、环保的要求。
2、消除了传统的实验操作过程中气密性不良、燃烧匙伸入集气瓶橡皮塞塞紧布及时等操作不准确产生的误差。
3、操作简单,效果明显,节省时间。
4、利用火柴头燃点低,易燃的性质引燃红磷,可消除点火器燃烧消耗氧气产生的误差。
(点燃火柴头的时间不到一秒,而点燃红磷需要三秒)5、将水染红现象明显,便于实验演示。
测定空气中氧含量实验的改进与探讨空气中氧含量是衡量空气质量的重要指标之一。
传统的测定空气中氧含量的方法包括用氧气分析仪、红外分析仪等仪器对空气样品进行定量分析。
然而,这些方法需要昂贵的仪器和高级技术,限制了其在日常生活中的应用。
因此,我们进行了一些改进和探讨,希望能够提供一种简单、快速且准确测定空气中氧含量的方法。
一、实验原理我们基于空气中氧气与二氧化钒反应的原理改进了实验方法。
二氧化钒(V2O5)可以将空气中的氧气氧化成氧气离子,反应方程式为:2V2O5 + O2 → 4VO2+氧气离子与溶液中的亚铁离子反应,生成红棕色的 Fe3+ 化合物,反应方程式为:4Fe2+ + 3O2 → 4Fe3+ + 3O2-由此可以得到,测量空气样品中生成的 Fe3+ 含量,即可准确计算出空气中的氧气含量。
二、实验步骤1. 取适量的 V2O5、醋酸钠和 0.1mol/L 磷酸二氢钾,分别加入三个分离的试管中,在水槽内依次加入试管中的药品。
2. 在水槽中加入适量的亚铁盐溶液,使其有效反应。
3. 将样品中的 Fe3+ 化合物通过稀释法浓缩,然后通过与硝基苯胺的反应来检测其浓度。
4. 通过比色法测量溶液中的 Fe3+ 浓度,并根据反应方程式计算出空气中氧气的含量。
三、实验结果与分析我们运用该方法测量了不同时间、不同位置的空气中氧气含量。
实验结果表明,空气中氧气含量在不同位置存在差异,其变化也受季节、天气、人类活动等因素的影响。
在改进后的实验方法中,反应速度较快,且样品不要求特定的分析仪器,可以在正常的实验室条件下完成。
此外,我们还应注意到,在实际应用中,可以通过改变反应液的pH 值、溶剂等来提高测定空气中氧气含量的准确性。
四、结论本实验改进了传统的测定空气中氧气含量方法,提供了一种简单、快速且准确的测定空气质量的方法。
该方法可以广泛应用于日常生活中,对评估工作场所、居民区、公共场合等空气质量起到积极的帮助作用。
一、创新实验名称测定空气中氧气含量改进实验
作者单位,山东省邹平县长山一中尉梦佳宋泽雨指导教师:张传宝邮编 256206
二、创新实验目的:便于测定空气中氧气含量
三、实验仪器及用品:试管、橡皮塞、胶皮管、烧杯、药匙、氢氧化钠溶液、红墨水、燃烧匙、蜡烛、火柴
四、实验装置图及说明
1、两支试管底部连通,便于观察试管内液面变化情况
2、蜡烛燃烧消耗瓶内氧气,同时产生二氧化碳
3、试管内所盛氢氧化钠溶液吸收所产生的二氧化碳,产生气压差,导致左侧液面上升从而得到结论。
五、实验操作
1、连接仪器装置,检查装置的气密性。
2、向试管内加入氢氧化钠(滴有红墨水)溶液,使两支试管内液面保持水平,并把一侧剩余气体体积平均分为5等分。
3、点燃蜡烛,伸入试管内,观察现象。
4、蜡烛熄灭后,观察左侧试管内液面变化情况。
六、实验创新点及其意义
1、本实验利用蜡烛燃烧消耗容器内的氧气,同时利用氢氧化钠溶液吸收所产生的二氧化碳,体现环保理念,确保效果准确。
2、本实验即可测定空气中氧气含量,又可观察到氢氧化钠吸收二氧化碳效果。
3、比课本实验新颖、简便、现象明显。
测定空气中氧气含量的环保创新法
王胤琪
【期刊名称】《化学教育》
【年(卷),期】2011(032)011
【摘要】测定空气中氧气含量实验加以创新,使用多硫化钠(Na2Sx)测定氧气,一方可有效杜绝因燃烧磷产生P2O5的扩散对环境造成的污染,更加环保;另一方面,改进后实验装置简便操作易行,且实验数据的准确度大为提高.
【总页数】2页(P67-68)
【作者】王胤琪
【作者单位】湖北省咸宁市通山县黄沙铺镇中学 437652
【正文语种】中文
【相关文献】
1.定量测定空气中氧气含量的创新实验设计 [J], 葛德新
2.定量测定空气中氧气含量的创新实验设计 [J], 葛德新
3.刍议空气中氧气含量测定实验的改进 [J], 吴泉慧
4.基于学科核心素养的教学评价案例研究--以“空气中氧气含量测定再探究”教学为例 [J], 吴烟波
5.融入传感器技术的初中化学实验探究教学设计--以“空气中氧气含量测定的再探究”为例 [J], 史育萌
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黔西县实验教学技能创新实验大赛设计方案《测定空气里氧气的含量》创新实验设计方案黔西县思源实验学校黄军一、实验设计意图1.《测定空气里氧气的含量》是人教版九年级化学上册第27页【实验2-1】的教学活动。
通过实验,变抽象为直观,让学生在探究过程中认识和感受到空气空气里氧气的含量,得出空气中氧气的含量约占空气体积的1/5。
2.通过尝试设计与完成实验过程,培养学生的科学探究精神,发展学生的科学素养。
二.实验原型的不足之处在组装仪器时,若用60ml的集气瓶则瓶口口径过小,燃烧匙无法伸入集气瓶内,若改用125ml或250ml的集气瓶则瓶口口径过大又找不到相匹配的橡皮塞,因为一般实验室里面配备的是0-10号规格的橡皮塞,直径都不能与125ml 及250ml集气瓶口径相匹配。
该装置气密性不好,在空气燃烧后容易污染空气。
如图所示:三、实验创新与改进之处1.改进装置2.改进之处在试管内放入白磷,塞上胶塞,将试管放入热水中,使白磷燃烧;冷却后将试管倒立于盛水的水槽中,如上图所示。
四.创新实验所需器材及药品水槽、试管、镊子、酒精灯、橡皮塞、试管夹及白磷和品红。
五、实验过程1.连接装置。
2.检查装置气密性。
3.装入药品4.试管放入热水中,使白磷燃烧。
5.冷却试管。
6.冷却后将试管倒立于盛水的水槽中。
六、实验效果及自我评价。
1、变直观为直观,符合九年级学生的认知特点。
通过我的改进,学生能借助“测定空气里氧气的含量”这个实验,直观地感受到空气是混合物,氧气约占空气体积的1/5。
2、增加了实验的趣味性,使课堂得到升华。
改进后实验容易成功,使课堂气氛一下子活跃起来,极大地激发了学生的学习兴趣,使课堂得到了升华。
3、注重安全和环保。
整个实验过程安全无污染,充分体现了绿色环保的科学理念。
人教版初三化学下册空气中氧气含量测定实验创新空气中氧气含量测定实验创新教学设计【实验目标分析】:(知识与技能):掌握空气中氧气含量测定实验装置的基本原理和设计实验思路,探究改进装置的方案及其可行性(过程与方法):通过空气中氧气含量测定装置的创新过程,培养学生发现问题,提出问题,解决问题的能力,体验实验探究的科学性。
(情感、态度与价值观):激发学生学习化学的兴趣和动机以及勇于实践的良好习惯,通过发现问题、提出问题、解决问题培养学生求实、创新的科学品质。
【实验方法】复习回顾自主设计实践操作反思评价【实验教学过程】(复习回顾):通过幻灯片回顾复习教材中所使用的装置,分析该装置的测定原理是利用足量的红磷燃烧消耗密封容器中的氧气导致容器内外产生压强差使烧杯中的水倒流,根据水倒流的体积确定空气中氧气的含量。
(提问)在做此实验时,有些同学的实验数据出现了误差,那么会出现一些什么样的误差呢?(学生讨论后回答)1、水倒流入集气瓶的体积会小于五分之一2、水倒流入集气瓶的体积会大于五分之一(提问)为什么会出现这种误差呢?请同学们西靠谈论一下原因。
(论交流后总结)该装置在测量时存在不足之处,是实验数据产生了误差,分析产生误差的原因:1、测得空气中氧气含量大于五分之一在将燃着的红磷伸入装置时的动作缓慢,致使装置内部分空气逸散出来。
2、测得空气中氧气含量小于五分之一①红磷量不足;②装置漏气;③未等装置冷却到常温即打开止水夹(引导与启发):既然装置存在着这样一些弊端,那么同学们想想,我们能不能克服以上弊端,通过改装装置或药品等方法来减小误差,保证实验数据的准确性呢?(提供相关资料):白磷着火点40℃,红磷着火点240℃(学生积极思考,激烈讨论)(学生甲):把药品红磷换成白磷,放到容器底部由于着火点低可以直接利用酒精灯在外部加热,不用拔开橡皮塞去点燃红磷,防止操作速度过慢产生误差。
(学生乙):白磷直接放到容器底部燃烧放热会使容器底部炸裂,应在容器底部垫垫细沙。
测定空气中氧含量实验的改进与探讨测定空气中氧含量是物理、化学等领域常见的实验之一。
通过测定空气中氧含量的变化,可以对环境空气质量进行评估,也可用于实验室研究和工业生产等领域。
目前常见的测定空气中氧含量的方法在实际应用中存在一些问题和局限性,因此需要对实验方法进行改进和探讨,以提高准确性和可靠性。
本文将针对测定空气中氧含量实验的改进与探讨进行详细介绍。
一、常见的测定空气中氧含量的方法目前常见的测定空气中氧含量的方法包括使用化学试剂进行反应、电化学方法、红外光谱法等。
最常用的是使用化学试剂进行反应来测定氧含量。
这种方法的原理是氧气与某种化学试剂发生反应生成产物,通过测定产物的数量来计算氧气的含量。
电化学方法通过测定电流或电压的变化来推断氧气的含量,而红外光谱法则是利用氧气对红外光的吸收特性来测定氧含量。
二、存在的问题和局限性尽管以上方法可以用于测定空气中氧含量,但在实际应用中存在一些问题和局限性。
化学试剂进行反应的方法虽然简单易行,但通常需要较长的时间来完成反应,并且反应条件也较为苛刻,容易受到其他气体的干扰。
电化学方法虽然可以实时监测氧气含量,但仪器设备较为昂贵,操作较为复杂,对操作者的技术水平要求较高。
红外光谱法具有测定快速、准确等优点,但仪器成本较高,常见的红外光谱仪并不适合于实验室或者现场测定。
以上方法在实际应用中也存在一定的误差。
化学试剂进行反应的方法容易受到其他气体的干扰,从而导致测定结果的准确性受影响。
电化学方法和红外光谱法虽然可以提供较为准确的测定结果,但仪器的稳定性以及环境条件等因素也会对结果产生一定影响。
需要对测定空气中氧含量的方法进行改进和探讨,以提高测定的准确性和可靠性。
三、改进与探讨针对目前存在的问题和局限性,可以从以下几个方面对测定空气中氧含量的方法进行改进和探讨。
可以尝试使用新型的化学试剂进行反应来测定氧含量。
现有的化学试剂对其他气体较为敏感,容易受到干扰,因此可以尝试研发对其他气体不敏感,且反应速度较快的新型化学试剂。
九年级化学探究实验创新设计:测定空气中氧气的含量1.化学反应原理如图5-1所示,利用磷燃烧消耗空气中的氧气,从而使容器内形成负压,打开止水夹后,水进入容器内。
进入容器中的水的体积,可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。
图5-12.实验仪器:集气瓶、燃烧匙、烧杯、玻璃管、乳胶管、止水夹。
实验药品:红磷、水。
3.探究方案:⑴在集气瓶中放入少是水(用于溶解生成的五氧化二磷,同时可吸收燃烧产生的热,有利于瓶内降温),做上记号,并将瓶内剩余体积均分为五等分。
⑶用止水夹夹紧乳胶管,点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
观察到红磷燃烧,产生浓厚的白烟。
⑶红磷熄灭后,冷却至室温,打开止不夹,观察到水进入集气瓶内,最终水面在五分之一记号处。
4.探究评价:该探究实验在反应原理上就存有错误。
我们都知道,反应物浓度越小,反应的速率越慢。
当燃烧持续实行时,氧气的浓度越来越小,氧化的速率也越来越小。
一旦燃烧放出的热量不足以维持可燃物在着火点以上温度时,燃烧便停止了。
这也是有些物质不能在空气中燃烧,但能在氧气中燃烧的原因。
所以,从这个意义上说,利用燃烧试图除尽空气中的氧气,是很难达到目的的。
维持红磷燃烧需要的氧气浓度相对较高,所以就更无法除尽氧气了。
很多教师在做该实验时,都发现,最终水面停在十分之一处,而不是五分之一处,原因就在于此。
该实验装置可能发生气体泄漏的地方太多,加之燃烧的红磷伸入集气瓶中加热了内部的空气,使之外逸,都会导致实验的误差。
要做好该实验,关键要注意以下几点:⑴用更易燃烧的可燃物代替红磷(如白磷);⑶装置的气密性要好;⑶燃烧匙伸入集气瓶中的速度要快,并塞紧塞子。
5.资源开发:通过刚才的分析,我们知道,在做好本探究实验除用白磷代替红磷外,就是尽可能防止或减少气体泄漏的可能。
我们能够利用以下装置来实行探究:⑴用凸透镜将太阳光聚焦到白磷,使白磷燃烧。
此法能够防止燃烧匙伸入集气瓶时气体的散逸。
如图5-2。
空气中氧气含量测定创新实验一、引言空气中氧气含量的测定对于环境监测和生物科学研究具有重要意义。
传统的氧气含量测定方法主要有化学分析法和仪器分析法,然而这些方法存在着复杂、耗时、昂贵等问题。
为了解决这些问题,我们进行了一项创新实验,旨在开发一种简便、快速、准确的氧气含量测定方法。
二、实验目的本实验的目的是设计一种创新的方法,能够在不使用昂贵仪器的情况下,快速测定空气中氧气的含量,并保证测定结果的准确性。
三、实验原理本实验基于氧气与亚硝酸铵反应的原理进行测定。
在一定条件下,氧气能够与亚硝酸铵反应生成氮气和水。
通过测定产生的氮气的体积,即可计算出空气中氧气的含量。
四、实验步骤1. 实验器材准备:烧杯、容量瓶、滴定管、试管、橡皮塞等。
2. 实验试剂准备:亚硝酸铵溶液、稀硫酸溶液、甲基红指示剂溶液等。
3. 实验操作:a. 将一定体积的空气样品通过吸管或气管导入容量瓶中。
b. 向容量瓶中加入亚硝酸铵溶液和稀硫酸溶液,使反应发生。
c. 根据反应方程式,计算出产生的氮气的体积。
d. 加入甲基红指示剂溶液,进行滴定,直至颜色变化。
e. 根据滴定过程中消耗的亚硝酸铵溶液的体积,计算出氧气的含量。
五、实验结果与讨论通过多次实验,我们得到了一系列空气样品的氧气含量测定结果。
与传统方法相比,我们的创新实验方法具有以下优点:1. 简便快速:不需要复杂的仪器和昂贵的试剂,实验步骤简单,能够快速得到结果。
2. 准确可靠:实验方法基于可靠的化学反应原理,经过多次实验验证,测定结果准确可靠。
3. 经济环保:不需要大量消耗试剂和仪器设备,减少了实验成本,同时对环境友好。
六、实验的局限性与改进本实验方法在测定氧气含量方面具有一定的局限性。
首先,本方法无法测定其他气体的含量,只能针对氧气进行测定。
其次,实验过程中需注意控制反应条件,确保反应的完全进行。
未来可以进一步改进实验方法,提高测定的灵敏度和准确性。
七、结论本创新实验成功设计了一种简便、快速、准确的空气中氧气含量测定方法。
探究测定空气中氧气含量的环保创新法
探究测定空气中氧气含量的环保创新法
摘要:化学是一门实践性很强的学科,但是很多化学实验在测定空气中氧气含量时,会对学生或者环境造成一定的伤害,因此,工作人员应该创新实验方法。
本文将针对一种的空气中氧气含量环保创新的测定方法进行分析,了解创新的测定方法的优势。
希望能进一步推进这种氧气含量测定方法的到更加广泛的推广和使用,并且确保实验能达到理想效果的同时,有效避免实验释放有害气体,对空气造成污染。
关键词:氧气含量;红磷;多氧化硫;氧气检定;检定方法
中图分类号: P403 文献标识码: A
空气中氧气含量的测定试验是当前化学教材中一个非常重要和著名的演示实验,并且也是工作的重难点,历年来单位都会考察对测定空气中氧含量实验知识的掌握程度。
针对这种现象,工作人员必须高度重视和关注这个问题,所以,工作人员要在确保达到理想实验效果的同时,避免还有气体对健康和空气造成伤害。
近年来,该实验方法已经得到一些改善,实验水平也得到一定的提升,因此,新的测定方法具有积极推广和运用的实际意义。
一、测定空气中氧气含量的实验方法的不断改进
从最传统的直接在空气中点燃红磷,然后将红磷放入放入大烧杯中,直接观察其反映,仅仅通过观察其颜色的变化,这整个过程中,完全没有考虑外界空气对实验的影响,导致这种实验得出的结果存在很大的的误差。
而随着实验条件的不断改善,基础设施的不断完善,实验资源也越老越丰富,尤其是化学实验器材的质量和先进化的设备。
当前,测定空气中氧含量的实验方法,改变传统的直接暴露在空气中,或者实验器皿的密封度不够好。
所以创新的环保实验法就是针对实验中存在的这些问题,加强器皿的密实度,避免试管内的溶液与
外部空气接触,全过程都处于一个封闭的试管内。
这种实验方法具有很大的优势,下面将具体介绍这种实验方法的使用和效果。
二、新环保型测定空气中氧气含量的实验方法介绍
(一)实验基本原理
本次试验针对多硫化物以及连苯三酚水溶液暴露在空气中,容易吸收空气中的氧气,而发生氧化反应。
因此,本实验选用多硫化钠作为实验材料,替代原本的燃烧物质红磷,但是考虑到多硫化钠的性质不稳定,容易变质而失去实验效果,所以教师必须要使用现制现用。
一般碱金属物M2Sx以及碱土及金属MSx等化合物中,硫原子数为2个或3个或4个,在特殊情况下,还可以是9个。
在众多的硫离子中,以S42-最为稳定,而最不稳定的是S22- S32-,其主要原因是由于这两中离子的碱性比较弱。
所以,将其放入溶液内,它的水解程度比硫物要小很多,并且多硫化物晶体都是有色物体他们都具有很强的吸湿性。
其中二硫化物的颜色为浅黄色,六硫化物呈现红色或者深黄色,其他的多硫化物的颜色基本与这两种相似。
这些都硫化物的结构都与FeS2或Na2O2类似,其最终与溶液发生氧化反应结果如下:2Na2Sx+O2+2H2O=2xS↓+4HaOH,其中“x”的值发生变化时,硫和氢氧化钠在溶液中就会继续与其他硫化物发生反应,如Na2S、
Na2S2O3以及Na2SO3。
这个实验过程中,即使产生六代酸盐等物质,也不会影响测定结果。
(二)实验方法实现
首先,将硫磺粉与氢氧化钠混合,即取氢氧化钠和硫磺粉各1g,如果使用碳酸钠,则需要2g,将取出来的材料放入研钵器皿中,然后把固体物质研磨成粉末,最后取0.5克的混合物放入试管中。
其次,合成多硫化钠,先给混合物加热,在加热过程中,要转动试管,确保试管内壁各个地方受热均匀。
在加热过程中,多氧化硫会释方少量的水解,这时可以在试管口塞占有氢氧化钠的棉球,这时会发现试管中的已经开始在变色,混合物的颜色为红色,并且随着加热时间越来越久,其颜色也在不断的变化,从开始的红色逐步加深,直至颜色完全变成暗褐色,30秒后停止加热,将其置于空气中待其冷却,冷却后,
混合物的颜色会变成浅黄色。
在这个过程中,其主要发生的化学反应为:6NaOH+(2z+2)s▁加热▁2Na2 Sx+ Na2 S203+3H2O[4]
→4Na2C03+(2x+4)S+02▁加热▁2Na2Sx+2Na2S203+4C02↑。
最后,即检定空气中氧气的含量。
加热完成后,可以向试管内加入适量的水,一般在10毫升左右,然后塞紧橡皮塞,上下摇晃试管一分钟,让多氧化硫溶液与试管空气中含有的氧气充分接触。
同时,还要用油性记号笔在试管外和试管橡皮塞底部做好标记,根据标记量出试管内溶液面以上记号的距离,将此时的距离记录为H。
然后,将试管倒放在一个盛满水的器皿中,并且使试管内溶液界面与器皿水的液面保持一致,拔出橡皮塞。
此时,试管内液面会有明显上升,然后将试管口用手封锁然后拿起来,记录此时试管液面的高度为H1。
最后,计算得出空气中氧气的含量为(H-H1)/H·100%,即顺利完成实验任务。
(三)实验结果分析
本次试验主要利用多硫氧化物溶解于水,然后加热发现其反应,记录加热后以及溶于水后,试管内壁液面高度然后通过计算得出最终的结果。
由试验过程,我们可以得知,溶液进入试管后一直处于一种封闭状态,装置始终处于与外界隔离的状态,避免了试管内溶液受到外部空气的干扰。
这种试验方法,其整个过程减少了人为因素对实验结果的影响,提升实验结果的准确性。
同时,整个实验过程操作简单,工作人员容易掌握,能够自己动手亲自实验,在专家的指导下,真正掌握相关知识。
此外,实验需要的材料和器皿成本都不高,实验要求简单,并且也不会对空气释放有害气体,也不会对工作人员身体健康造成不利影响。
三、新型实验方法优势分析
本次试验方法主要通过改变传统试验器皿和实验方式,来完成实验,并且在确保实验效果的同时减少有害气体的排放。
其主要优势有以下几个方面:首先,其主要创新点就是增强实验器皿的密封性,使磷片在完全密封的管道内燃烧,绿色又环保。
并且极大的提升了实验的成功性,减少实验结果的误差,让工作人员能更加直观的观察、发现以及记录实验过程中的反应。
其次,工作人员可以通过观察红磷在
燃烧时,其压强变化曲线,将实验反应更加直观的展现在工作人员眼前,使得工作人员能更加直观、形象的观察实验结果。
最后,该种环保实验方法的操作简单,实验得出的数据更加准确和可靠,达到更加理想的教学效果,让工作人员能全面正确掌握压强的概念,什么状态的物质受压强的影响,让工作人员真正懂得压强差原理知识,能顺利应对考试,取得理想成绩。
结束语
综上所述,针对传统的空气中氧气含量测定方法中存在的问题,本文提出一种环保的测定化学实验方法,主要燃烧成分不变,但是对实验装置和实验方法进行改进。
通过增强装置的气密性、平衡温差以及缩小集气瓶空间体积等措施,有效的避免了直接燃烧释放有害气体,同时,能避免有效气体对人们身体健康和环境造成不利影响。
该种测定方法具有很大的优势和特点,具有积极的推广意义。
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