利用微电流传感器探究水的电离规律

1、利用微电流传感器探究水的电离规律张红英（首师大附属丽泽中学 北京 100071）摘要：利用微电流传感器来诠释温度变化时水的电离规律是一种更易于学生接受的教学手段。本实验探究通过科学、简便、有效的实验方法，完整地展现了水的电离及随温度变化水的电离变化规律的过程和结果。关键词：水的电离 微电流传感器1 问题的提出 “水的电离”这部分内容是对电离平衡的具体应用，同时又为接下来学习溶液酸碱性作必要的准备。传统教学中教师在讲解“水的电离”时只能告诉学生：精确的导电性实验表明水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。但学生没有形象的感官刺激不免会感到抽象、难于理解。有人曾利用电导率传感器进行相关实验，可以使

2、学生直观地从定量的角度获得一定的感性认识， 但电导率对学生来说是一个陌生的概念，而且电导率本身与温度有关。 所以我选用微电流传感器和温度传感器来进行“水的电离规律”的实验，可以帮助学生很直观地认识水的电离规律。2 实验目的：用微电流传感器和温度传感器探究“水的电离规律”。3 实验仪器及用品计算机，威尼尔牌（Vernier，美国）数据采集器以及微电流、温度传感器，磁力加热搅拌器，1#电池，小电珠，石墨碳棒，导线等。蒸馏水。4 实验方法实验装置见图1：测定水的电离规律实验装置。 图1实验步骤：1、将两支石墨碳棒固定后平行插入盛有100mL蒸馏水的烧杯中，用串联电路将电池、微电流传感器、小电珠、两支

3、石墨碳棒串联起来（注意微电流传感器的正负极），在烧杯中再插入温度传感器（不要碰到石墨碳棒）、加入搅拌磁子。石墨碳棒温度传感器数据采集器微电流传感器磁力加热搅拌器2、开启磁力加热搅拌器均匀搅拌，同时采集室温下“微电流时间”、“温度时间”两组数据；待“微电流”、“温度”的示值都稳定后开始给烧杯中的水加热，继续采集“微电流时间”、“温度时间”数据直至水沸腾。5 实验结果及分析温度变化时水的电离结果：实验结果见图2：温度变化时水的电离测定。图2实验结果表明：a）虽然串联电路中的小电珠没有亮起来，但仍检测到微电流，说明水也具有微弱的导电性，水能电离出自由移动的阴、阳离子。b）随着温度的不断升高，微电流示

4、值变大，说明水的导电性不断增强，其电离程度随温度升高而增强。c）当温度不变时（例如室温、100），微电流的示值也很稳定，说明一定温度下，水的电离程度不变。6 讨论实验直观地显示出水的导电能力随着温度的升高而增大，教师可以将这一实验事实作为引课的一部分引导学生理解水存在着微弱的电离，水的电离能力随着温度的升高而增大。 这个实验比较耗时，不适宜在课堂上进行演示，但是可以使用与手持技术配套的软件中的仪表功能，再现实验结果的产生过程视频水的电离。还可以利用研究性学习的时间指导学生进行实验，一方面可以加深学生对相关知识的理解，另一方面可以使学生掌握先进的实验手段，开阔眼界，进一步培养学生的创新精神。通过运用手持技术，新课程中的部分实验可以实现在定性描述和定量解释之间的转变，得以比较好的解决与开发， 使得传统实验手段无法解决的一些问题变得容易起来。教师在教学中需做个有心人，及时总结教学中的得失，站在学生的角度考虑问题，充分利用先进的实验手段，突破难点。只有勇于开拓、具有创