超微量电解质溶液导电性实验研究

王锦化 付 艳 史晶晶

（徐州师范大学化学化工学院 江苏 徐州 221116）

由于新课程电解质溶液导电性部分的教学内容理论性较强，不少学生对微观运动理论的理解感到困难［1，2］。在教学中，非常需要增加一个能够加强学生直观认识酸、碱、盐本质，掌握强、弱电解质电离平衡概念的学生实验［3］，但是由于开设电解质导电性学生实验的试剂用量太大、废液排放量过多。所以，迄今也很少有学校能够让每位学生都动手参与这个实验。为了解决这一难题，我们开展了超微量化学实验研究，并成功地将试剂用量降低到常规实验的万分之一，即达到了微升级，且实验现象生动趣味，仪器制作简单、材料唾手可得。超微量化学实验的开展，为激发学生学习兴趣，培养学生绿色化学思想，训练其实验动手能力，加深理解化学理论知识提供了一种趋近于绿色化学实验的新方法。

一、实验仪器与试剂

直流稳压电源、超微量滴管、电烙铁、焊锡、电钻、Φ3．9mm 钻头、钢锯、酒精灯、Φ4mm×15mm 炭棒（废 7 号电池中的炭电极）、铁钉、导线、饮料吸管、发光二极管、蜂鸣器（或音乐集成片）、带风叶的直流电动机、有机玻璃下脚料，洗瓶、1mL注射器，氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、醋酸、氨水、无水乙醇、蜡烛、去离子水。

二、仪器制作

1．超微量滴管的制作

先取一根饮料吸管，在酒精灯火焰上方加热至透明状，离开火焰拉伸，尺寸见图1所示，冷却后截割，尖嘴滴出的液滴不应大于5μL。然后将尖嘴套在1mL注射器上，即成。

图1 超微量滴管尖嘴示意图

2．超微量反应槽的制作

从有机玻璃下脚料上，截取一块8×10×15mm的矩形块，在其上表面中心，钻一个直径6mm、深6mm的半孔。然后在有机玻璃矩形块的两侧对准凹槽中心，各钻1只略小于炭电极直径的通孔，将有机玻璃块放在沸水中烫软，趁热将两只电极分别插入孔中，使其过盈接触，如图2所示。为防止反应槽中的液体渗漏，再分别用热蜡烛油密封电极周边的缝隙。最后，按图2电路，在敷铜板上焊接好发光二极管、蜂鸣器和的电动机等电解质溶液导电性显示器件［4，5］。

图2 电路图及超微量反应槽半剖图

三、实验步骤

用超微量滴管分别移取盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、醋酸、氨水、无水乙醇等试剂进行实验，每次加2滴（10～15μL）。打开电源，观察发光二极管、蜂鸣器以及电动机的实验现象。当加入强电解质溶液时，红、绿发光二极管发出美丽明亮的红、绿光，蜂鸣器发出响亮的声音，电动机风叶飞快转动；加入醋酸或氨水时，红、绿发光二极管仅发出微弱的红、绿光，蜂鸣器发声微弱，电动机风叶不转动；而加入无水乙醇时，各种显示器既无声、光，也无转动。由此，超微量实验非常直观生动而趣味的区别了强、弱电解质和非电解质。注意：每项实验完毕后，都要用去离子水清洗。

四、结论

超微量电解质溶液导电性实验的试剂用量仅是传统实验的万分之一，而实验现象却非常生动趣味，仪器制作材料来自废物利用，操作简便，易清洗，并可反复使用，这为学生人人参与动手实验提高了可能。超微量电化学实验完全突破了传统实验方法的框框，既为新课程实验教学改革提供一种全新的概念和方法，也为培养和训练学生的动手能力提供了一种全新实践平台。

［基金课题：徐州师范大学实验室建设与管理研究课题子课题，NO．L2011Z05；徐州师范大学化学化工学院教育教学研究重点课题子课题，NO．HGXYJY2011Z02。］

［1］ 普通高中课程标准实验教科书·选修4［M］．北京：人民教育出版社，2005：40－44

［2］ 王祖浩等主编．普通高中课程标准实验教科书·化学反应原理（选修）［M］．南京：江苏教育出版社，2005：58－60

［3］ 王锦化．增设“微型化学实验仪器的制作”教学内容的体会［J］．化学教育，1999，20（1）：33－34

［4］ 王锦化．声光指示导电试笔［J］．化学教育，1988，9（1）：49

［5］ 王锦化．自制电解质导电实验仪器两例［J］．实验室研究与探索，1988，10（3）：91－92