自制宏量氧气测定仪.doc

自制宏量氧气测定仪贵州省雷山县第三中学【557199】 潘国荣“空气中氧气含量的测定”是初中化学里一个重要的定量实验，按照课本里的实验装置即使是教师操作，每次操作结果都不一样，很难达到进水五分之一的理想效果。有时操作不当，会出现进水超过21的反常现象，让教师难以自圆其说。学生操作，结果也都是各不相同。由于误差太大，不能达到定量实验的效果和要求。许多老师也作了不少的改进，但是还存在着操作复杂、耗时过长、误差因素没有消除、定量效果不明显等等。为此，笔者制作了“宏量氧气测定仪”，该测定仪具有使用方便等优点，受到师生好评。一、测定仪的组成该测定仪是利用100mL圆柱形刻度反应器、25mL圆柱形刻度容器、铁架台、燃烧匙、自制铁丝玻璃点火棒、橡皮塞（有3个小孔，1个插燃烧匙、1个插铁丝玻璃点火棒、一个作为透气孔）、胶管等联合组装而成，如图1。图1宏量氧气测定仪 图2 燃烧匙放白磷 图3加热铁丝玻璃点火棒二、测定仪的使用与测量方法1.用铁夹在铁架台上把100mL圆柱形刻度反应器与25mL圆柱形刻度容器固定好，用胶管把刻度反应器与刻度容器的锥头连接起来，如图1。调节刻度反应器与刻度容器的高度，让25mL刻度容器上端的25mL刻度与100mL刻度反应器下端的0刻度恰好处于同一水平（旋转铁夹让刻度反应器与刻度容器并列在一起，便于对比观察和调节）。2.从25mL刻度容器上端口慢慢加入菜籽油或花生油等植物油，使液面恰好处于100mL刻度反应器下端的0刻度与25mL刻度容器上端的25mL刻度平衡位置上。3.取下100mL刻度反应器上端口带燃烧匙和铁丝玻璃点火棒的橡皮塞，在燃烧匙上放约0.03克的白磷，如图2。4.旋转燃烧匙上端弯柄180°后，压下铁丝玻璃点火棒，在酒精灯火焰上加热玻璃端至红热，如图3。5.分别抽起铁丝玻璃点火棒与压下燃烧匙，旋转燃烧匙上端弯柄180°复原，如图2。6.把图2中带燃烧匙与铁丝玻璃点火棒的橡皮塞装入100mL刻度反应器中，如图1。旋紧橡皮塞并堵住透气孔。7. 压下铁丝玻璃点火棒，点燃白磷。从下往上慢慢抽起燃烧匙，让白磷与氧气尽量接触、多反应。8.待温度降到室温（为了快速冷却，可以把刻度反应器取下侵入冷水中）后，调节刻度反应器与刻度容器的高度，使刻度反应器与刻度容器的液面平衡。通过刻度容器的准确读数，可以计算出进入刻度反应器液体的准确数值。三、宏量氧气测定仪的创新点或改进点（1）采用白磷代替红磷作反应物，白磷的着火点是40，更容易与氧气完全反应，使结果更准确；（2）通过调节刻度反应器与刻度容器的高度使两边液面平衡，消除了因液面高度差距不同而产生的误差；（3）使用高沸点难挥发的植物油代替水，消除了水蒸气对实验的影响，同时植物油稍带颜色，更有利于学生对比观察；（4）液体与大气相通，能够调节液面高度和压强，防止放热气体膨胀漏气而产生的误差；（5）白磷是在密闭容器内部点燃的，避免了因操作快慢不同导致结果不同的误差；（6）学生通过对比测定仪两边的刻度，很快观察得到比较准确的数据，培养了学生对化学实验的定量观点；（7）刻度反应器的容积恰好是100mL，通过进入刻度反应器的液体体积，学生很快得出空气中氧气含量的结果，非常直观；（8）利用本测定仪实验，容易操作，结果比较稳定，可以用于学生的实验探究活动。四、宏量氧气测定仪的使用情况和进一步完善的设想宏量氧气测定仪刚刚研制完毕，还没有大面积推广使用。刻度反应器如果采用硬质玻璃来做，可以使仪器更加耐用；若改用电阻丝通电点燃，在保证白磷稍微过量的情况下，通过多次通电点燃并上下抽动燃烧匙使氧气尽量与白磷发生反应而消耗基本完全，则实验结果将更加准确。 备注：本文是我校开展的中国化学会化学教育委员会基础教育“十二五”规划2012年规划课题初中化学新课程实验设计与创新研究（课题批准号：HJ20120034）的系列成果之一。本文发表于实验教学与仪器2013第7/8期2