测定氧气的含量1

- 1 - 测定空气中氧气含量的实验结论

实验原理：在空气中添加一种化学物质，使氧气与该物质反应，从而测定氧气的含量。本实验中使用的化学物质为亚硝酸钠（NaNO2）。

实验步骤：

1.取一个小瓶子，加入5mL的NaNO2溶液。

2.将空气吸入瓶子中，使其充满瓶子，然后将瓶子口用瓶塞封住。

3.摇晃瓶子，使NaNO2与氧气反应。

4.将瓶子倾斜，使反应液沿着瓶口流出，直到液体停止流动。

5.将瓶子中的反应液过滤，并用酸碱指示剂检测反应液是否酸性或碱性。

6.根据反应液的酸碱性判断空气中氧气的含量。

实验结果：反应液呈现深红色，说明其中有足够的氧气，氧气含量较高。

实验结论：根据实验结果，可以推断这份空气中氧气的含量较高。氧气是空气中最为重要的组成部分之一，它是人和动物呼吸所必需的气体，也是燃烧物质的重要成分。因此，保持空气中的氧气含量对于人类和环境都至关重要。本实验使用的方法简单易行，可以在实验室或者户外进行，对于测定空气中氧气含量有一定的参考意义。

空气中氧气含量的测定

测量原理：

利用燃烧法测定空气中氧气的含量的原理是利用红磷燃烧消耗密闭容器中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。

药品：

红磷或白磷和水，并且红磷要过量。

所用的装置：

图1（老教材） 图2（新教材）

实验成功的关键：

（1）红磷需过量（2）装置必须密封（3）导管内先注满水（4）冷却到室温后，打开弹簧夹

实验中出现的现象（打开止水夹前后）和结论：

现象：红磷在集气瓶内燃烧，产生黄白色火焰，放出热量，生成大量白烟(五氧化二磷小颗粒)，冷却后，打开弹簧夹，水经导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。

反应的文字表达式：

结论：空气中氧气约占空气总体积的1/5

剩余气体主要是谁？有何性质？有何用途？

主要是氮气。

氮气不支持燃烧，自身也不燃烧。难溶于水，也不与水反应。

氮气是制硝酸和化肥的重要原料；氮气的化学性质很不活泼，是一种常用的保护气，如焊接金属时用氮气作保护气，灯泡中充入氮气以延长使用寿命，食品包装时充氮气以防腐；医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能。

误差分析：

1．测得空气中氧气的体积分数偏小：

（1）红磷不足（2）装置气密性不好（3）导管事先未注满水（4）装置未冷却就打开弹簧夹

2．测得空气中氧气的体积分数偏大：

（1）燃烧匙插入得太慢，导致空气受热膨胀逸出

（2）弹簧夹没有夹紧，导燃烧红磷时空气从弹簧夹逸出

实验探究：

药品：用C、S、Fe、Mg、蜡烛代替红磷，行不行？

装置：改变点燃红磷方法（如电打火、热的鹅卵石或玻璃棒，加热，热水，放大镜等）来使装置更严密，防止空气散失。

图3 图4

实验四

测定空气中氧气的含量

【实验原理】

利用物质在密闭容器里燃烧或与氧气反应生成固体物质，把容器里空气中的氧气耗尽，根据气体体积的减少量来确定氧气的含量。

【实验药品】

能用来测定空气中氧气含量的物质必须是易与氧气反应且没有气体生成的物质，如红磷（或白磷）

等。 不能用木炭、硫来代替红磷（或白磷）。木炭、硫燃烧的产物是气体，且消耗的氧气的体积恰好

等于生成的气体的体积，密闭体系内气体的压强几乎没有变化。

【实验装置】 如图1所示（当然，也可用其他合理装置）。

【实验步骤】

1．在集气瓶内加入少量水（用于溶解生成的五氧化二磷，同时吸收燃烧产生的热，有利于瓶内降温），把集气瓶剩余容积划分为5等分，并做上记号。

2．用止水夹夹紧乳胶管。把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃，立即伸入瓶中并把塞子塞紧。观察红磷燃烧时的现象。 3．待红磷熄灭并冷却后，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。

【实验现象】

红磷燃烧时发出黄白色火焰，同时放出热量，随着反应的进行，瓶内充满白烟。待集气瓶冷却到室温时，打开止水夹，烧杯中的水被吸进集气瓶中，进水的体积恰好近似于集气瓶中原空气体积的1/5。

【注意事项】

1．装置不能漏气。

2．红磷要过量，以保证瓶内的氧气耗完。

3．点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子，不能使外界空气进入瓶内。

4．止水夹要夹紧，防止红磷燃烧时气体膨胀使瓶中气体从导管逸出。

5．等到集气瓶冷却到室温时再打开止水夹，防止瓶内气温高于外界气温，使进入瓶内的水减少

领悟解题思路

以上内容是你正确解题的基础。接下来，需要你积极领悟解题思路，寻找解题突破口。只有思路流畅，你才能在平时考试或中考中游刃有余。

总体思路：测定空气中氧气含量的方法有多种，但其原理只有一种，这就是利用足量的某物质与密闭容器里空气中的氧气充分反应，通过观察进水的体积或活塞移动的体积，来确定空气中氧气的含量。

例1 某同学设计了测定空气中氧气含量的实验，装置如图1所示。回答下列问题：

- 1 - 测定空气中氧气含量的实验原理

空气的含氧量是生物、工业和环境中的重要参数，但是由于空气中的氧气含量受到复杂的环境因素的影响，对空气氧气含量的测定一直是实验和研究的重点。本文的目的是介绍测定空气中氧气含量所涉及的原理。

一、空气中氧气含量的定义

空气中氧气含量是指在给定温度、状态和气压条件下，单位体积空气中氧气的量，也就是空气中含氧成分的百分比。

二、测定空气中氧气含量的原理

1、分析精度高的原子吸收光谱法。利用原子吸收光谱的原理，来测量空气中含氧气含量，原子吸收仪内有一定范围的可调节的激发源（可以是离子化灯，也可以选择火焰耦合激发），将测量空气中气体样品放入分析仪，仪器自动会对待测样品进行分析，测定其中氧气含量；

2、电化学分析法：利用电化学反应原理，将要测气体放入一定的腔室中，由电化学工艺现象产生的电流和电势与腔室中气体的组成成正比，根据其中的氧气含量可以换算出该气体的成分；

3、气体浓度计法：也叫氧传感器法，其原理是利用不同气体在带有活性材料的气体传感器上，具有不同的电导率变化的特性，用电流的变化来识别、分类各种气体，从而测定空气中氧气含量。

三、测定空气中氧气含量的实验方法

1、收集样品：根据需要，选择采样地点，收集样品，将样品完 - 2 - 整地装入空气样品容器；

2、测定实验：将收集的样品放入原子吸收仪器，分析样品中各种气体成分，测定其中氧气含量；

3、计算结果：根据实验测定出的各气体成分浓度，计算出空气中氧气的含量；

4、记录结果：完成测定，将测定结果记录，保存在数据库中，供后期分析和使用。

空气中氧气含量的测定，主要使用上述三种测定原理，根据不同的应用场合，选择合适的仪器和仪器组合，得出准确的测定结果。原子吸收光谱测定空气中氧气含量的最大优点是准确度高，适用于探测空气中氧传感的重要环境参数，为环境的监测和研究工作提供了重要的参考依据。