数字传感器应用于酸碱中和滴定的反思与创新

江苏省连云港外国语学校(222006) 辛洪军 ●

数字传感器应用于酸碱中和滴定的反思与创新

江苏省连云港外国语学校(222006) 辛洪军 ●

研究数学传感器应用于酸碱中和滴定的方法．

传感器;中和滴定;化学

酸碱中和滴定是高中化学的三个定量实验之一，是实现课程标准中“体会定量研究的方法对研究和学习化学的作用”要求的重要载体．人教版、苏教版、鲁教版三种现行教材都安排了“活动与探究”环节，凸显了酸碱中和滴定的重要性．

一、数字传感器应用反思

1．数字传感器应用步骤

(1)通过pH适配器，将pH传感器与数据采集器相连，并将数据采集器与计算机相连．

(2)启动磁力搅拌器，开始数据采集．待测得的数据稳定后，用 0．1000mol/L NaOH 滴定 20．00mL 0．1000 mol/L HCl溶液．

(3)实验结束时，停止数据采集．保存实验结果，即得到滴定曲线．

2．数字传感器应用优势

运用数字传感器技术的优点是明显的:“可以减小指示剂种类和浓度产生的误差，而且经过数据采集器和计算机的处理直接转化为曲线，定性和定量同时进行，使实验显得更简单和准确，能够让学生更加直观地认识到突跃范围的真实客观性．”

3．数字传感器应用存在问题

一是“我是谁”的问题．利用数字传感技术很容易得到突变曲线，这是什么曲线?是实验曲线，而非理论曲线．理论曲线的庐山真面目何在?

二是“我从哪里来”的问题．实验操作中会存在这样那样的误差甚至是错误，这些误差、错误是如何产生的?

三是“我到哪里去”的问题．教材设置这个实践活动仅仅是为了得到突变曲线吗?显然不是，如何应用突变曲线来帮助学生理解难点、突破难点呢?

二、实验改进方法

如何让理想照进现实，如何让现实与理想交融?本人通过实践与研究，借用EXCEL图表向导功能，编制相关程序，动态绘制中和滴定突变曲线，得到对比曲线，并以此为凭，展开探究，较好的解决了问题．

三、实验改进内容

1．教师指导学生分组开展实验

按照检漏、洗涤 、润洗 、装液、调零、读数的步骤进行．将实验数据填入到EXCEL电子表格中．

2．动态绘制pH突变曲线

运用剪贴板将实验检测数据依次粘贴到设置好的表格中，这样就可使pH突变曲线动态展示出来(见图1)．

3．动态计算pH理论值

实验数据是否准确呢?这就需要检验．让学生分组计算理论的pH，将结果与程序计算结果进行对比．锻炼学生的计算能力，为误差分析做好准备．

4．绘制pH突变对比曲线

运用剪贴板将理论数值依次粘贴到设置好的表格中，获得理论突变曲线．两个突变曲线展示在同一幅图中，形成pH突变对比曲线(见图2)．

5．数据应用

(1)误差分析

测定曲线与理论曲线并不吻合，教师可以引导学生质疑探讨其产生的原因．

(2)指示剂选择

既然是根据指示剂的变色来判断滴定终点，那就要求指示剂的变色范围尽可能与中和终点的pH一致．酚酞的变色范围是8．2～10，甲基橙的变色范围是3．1～4．4，都不是恰好在7时变色，为什么还用它们作指示剂呢?

通过数据曲线可以发现，少滴一滴时pH为3．90(见图3)，多滴一滴时pH为10．10(见图4)．所以用酚酞或甲基橙作指示剂虽然是存在误差的，也仅是一滴或半滴的问题，在实验允许的误差范围一内．

(3)终点辨析

中和终点是指参加反应的酸提供的氢离子的物质的量等于参加反应的碱提供的氢氧根离子的物质的量．中和终点是无法直接观察到的，是客观的、理想的．

实验时指示剂的变色点，是实验终止时的计量点，称作滴定终点．滴定终点是可以观察到的，是主观的、现实的．

四、改进优点

1．现实与理想碰撞，点燃思维火花

案例中多有绘制测定pH突变曲线，未见绘制理论pH突变曲线．而理论突变曲线的绘制是本实验设计创新的亮点．它让理想照进现实，现实与理想碰撞，激发求知欲望、点燃思维火花．

2．方法与理念创新，突破教学难点

态绘制的突变曲线，并依据突变曲线进行数据分析，难点突破指示剂选择、一目了然终点辨析、拓展延伸误差分析等，使难点得到轻松解决!

方法与理念创新契合了实验教学内容的特点、学生的实际以及学校的教学条件，成功突破了教学难点．适用性强，是本实验设计创新的重点．

3．技术与课程融合，拓展学生视野

学生熟悉的信息技术与化学教学无缝衔接，是本实验创新的特点．利用EXCEL图表向导绘制曲线图，在高一数学教材中已有介绍，并且和高中阶段的信息技术课程相联系．让学生感受学科知识的广度、感知学科之间的联系，开阔学生的视野．

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1008－0333(2017)03－0090－01