《实验三 基于传感技术的定量测定实验》教程文件.ppt

1、实验三，基于传感技术的定量测量实验，基于传感技术的中学科学实验系统主要由传感器(探头)、数据采集器、计算机等硬件设施和实验数据处理程序等软件组成。传感技术最基本的特征是将化学本质转化为可检测的物理信号，然后利用物理信号来反映或研究化学本质，这是科学研究中一个非常重要的转化思想。传感器、数据采集器、终端设备对应的软件，被测物体的“触摸”相关信息被转换成电信号，该电信号可以被数据采集器识别和分析，并传输到数据采集器。它是整个系统的“神经中枢”，是传感技术的核心。数据采集器与计算机连接后，可以使用实验数据处理软件进行数据处理。人的感官与传感器的比较，五种感官、传感器、大脑、计算机、外界刺激、酸碱度传

2、感器、普通化学传感器、温度传感器、电导率传感器、气压传感器，不同的传感器可以用来检测不同的物理指标，输出的电信号由数据采集器识别、放大并转换成数字显示。1.利用温度传感器检测材料变化中的能量转换。例如，将温度传感器浸入硫酸铜溶液中，加入适量的锌粉，记录温度变化曲线，分析从温度变化曲线中可以得出什么结论。2.用压力传感器测量化学反应中的反应速率。例如，测量镁条和盐酸之间的反应速率，镁条与稀盐酸反应释放出氢气。如果反应在恒定体积的封闭系统中进行，压力将随着氢气浓度的增加而增加。通过记录压力随时间变化的数据，可以绘制压力-时间曲线，并根据曲线的斜率计算反应速率。3.用酸碱度传感器绘制酸碱中和反应曲线

3、。例如，将盐酸滴入氢氧化钠溶液中，用酸碱度传感器监测溶液的酸碱度变化，得到酸碱度变化曲线，观察酸碱度曲线的突变，用数据软件导数工具绘制导数曲线，分析导数曲线变化和酸碱度曲线变化的规律。4.用电导率传感器监控反应过程。例如，用电导率监测稀硫酸和氢氧化钡之间的反应，将电导率传感器插入氢氧化钡溶液中，启动磁力搅拌器并开始数据采集。待传感器测得的数据相对稳定后，开始将稀硫酸溶液匀速滴入氢氧化钡溶液中，注意控制滴速，每秒23滴，观察实验现象和显示数据曲线的变化。5。使用比色计传感器绘制标准曲线。例如，向比色皿中注入三分之二体积的水，选择蓝色检测光，测量其透过率t，滴加高锰酸钾溶液，摇匀，然后每次加入1滴

4、溶液测量一次透过率值，连续测量5个数据。绘制吸光度A=lg(1T)与浓度之间的关系曲线，并将其拟合为直线。选择不同的检测灯进行测定，画出相应的曲线，并比较它们之间的差异。活动1直接测试和测量一组环境指标。实验原理：温度、湿度、CO2浓度、O2浓度、酸碱度、电导率、色度等。是反映空气、水或土壤状况的常规指示器，相应的传感器可以实现这些指示器的直接测量。实验用品：温度传感器，色度传感器，CO2传感器，O2传感器，数据采集器，实验过程，1。空调检测(1)利用温度、湿度、CO2浓度、O2浓度等传感器检测空气中相应指标的大小。(2)用塑料袋收集一袋呼出的空气，然后检查相应指数的大小，并与空气进行比较。2

5、.水质检测取河水或池塘水，用相应的传感器检测温度、溶解氧、酸碱度、电导率和色度，并与自来水进行比较。3.土壤状况检测取少量土壤样品，加水搅拌，然后取上层检查其酸碱度和电导率活动2是间接测定的常用方法。普通传感器可以直接确定的参数非常有限。通常，需要转换可检测的物理量，然后进行定量测定。在中学化学教学中，介绍的定量测定方法主要有酸碱中和滴定法和重量法。将比色法(视觉比色法、光电比色法和分光光度法)引入中学化学可以扩大定量实验的范围。在酸碱中和滴定中，指示剂通常用于判断滴定终点。对于醋等有色溶液，根据指示剂的颜色判断终点相对比较困难，所以可以用酸碱度传感器来指示终点。用电导传感器指示终点的电导滴定

6、也是一种常见的滴定分析方法，在向碱溶液中引入二氧化碳导致电导率降低的过程中，反应终点也可以用电导传感器来指示。实验过程1。酸碱度传感器指示酸碱中和滴定(测定醋的总酸含量)(1)测量一定体积的醋，将其插入酸碱度电极，用水稀释，使溶液的液位不通过电极的玻璃泡。(2)使用氢氧化钠标准溶液，当酸碱度超过7时停止滴定。(3)根据氢氧化钠溶液的浓度和用量计算食醋中的酸浓度。浊度法(水样中氯离子浓度的测定)(1)配制一系列不同浓度的氯化钠溶液作为标准浑浊溶液，用硝酸酸化，加入过量的硝酸银溶液，摇匀。(2)将标准混浊液加入比色皿中，用浊度计测量其浊度，并画出标准曲线(浓度为横坐标，浊度为纵坐标)。(3)用同样的方法对待测水样，测量其浊度，根据标准曲线计算水样中氯离子的浓度。3.光电比色法(补铁剂中铁含量的测定)4。电导率法(空气中二氧化碳浓度的测定)。通过以上实验，我们可以发现，与传统的检测方法相比，借助传感器的检测方法更加方便，