传感器技术测定食醋总酸度

1、中教实验传感器技术测定食醋总酸度一、实验教学目标初步学会用传感器技术测定食醋中的总酸量；学会引导并组织学生用传感器技术测定食醋中的总酸量。二、实验原理食醋中的主要成分是醋酸，此外还有少量的乳酸等有机酸，醋酸是弱酸，用传统的pH试纸或酸度计测定食醋中的总酸量，总是要比试剂浓度低，误差很大。本实验将使用传感器技术来测定食醋中的总酸量，该方法不怕待测物中的颜色干扰，测定即快又不用加指示剂。pH传感器利用能斯特原理。pH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。pH传感器利用能斯特（NERNST）原理。待测的食醋中醋酸及其他有机酸可换算为醋

2、酸总量，都可以被标准的强碱NaOH溶液滴定：C待测V待测=C标71V标准。用化学方程式表示为:CH3COOH+NaOH=CHsCOONa+H2O当溶液中的电解质含量恒定时，电导率亦恒定，当生成难电离物质时，电导率下降，pH传感器就是把电信号转化为化学信息来测定其中的总酸度的。当溶液的电解质含量恒定时，电导率亦恒定，当生成难电离物质时，电导率下降，pH传感器就是把电信号转化成化学信息来测定其中的总酸度的。传感器简介：传感器是一系列根据一定的物理化学原理制成的物理化学量的感应工具，它能把外界环境中的某个物理化学量的变化以电信号的方式输出，再经过数据模拟装置转化成数据或图表的形式在数据采集器上显示并

3、储存起来。中学化学教学中进行科学探究常用到的传感器有温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器、光传感器、压力传感器、色度传感器等。传感器技术的特点：便携、实时、准确、综合、直观。三、仪器、材料与试剂GQY数字实验室教学设备（由数据采集器、pH传感器、pH复合电极、液滴计数器、光电门传感器组成）。50ml酸式滴定管，恒温定时磁力搅拌器，铁架台。100ml量筒，100ml烧杯，中教实验0.1000mol/LNaOH标准溶液，有色食醋，原液，蒸储水，pH=4.00和pH=9.18的缓冲溶液。四、实验内容1、连接设备磁力搅拌器”数据采集总采集器与传感器，2号接口连接光电门传感器，3号接口连接

4、pH传感器光电门传感器红色线一端连接液滴计数器，黑色线接一光电门，调节光电门传感器为计数模式（第1个和第3个灯同时亮）。2.设备操作（1）开启采集器（2）传感器标定在采集器3号传感器接口上连接好pH传感器（注意：此时需断开光电门传感器与数据采集器的连接），开机后，点击右下角系统设置”，选择系统设定里头的探头标定”选项，并点击探头校准工具”按钮，点击建立连接”按钮（点击后变灰色，显示连接成功，即可开始标定）。标定的操作步骤：拔开电极上部的橡胶塞，使小孔露出。否则在进行校正时，会产生负压，导致溶液不能正常进行离子交换，使测量数据不准确。将电极取出，用滤纸把电极上残留的保护液吸干。将点击放进pH=4

5、.00（邻苯二甲酸氢钾）的缓冲液中，点击采集器上的pH=4.00下的开始标定”按钮，510秒后，点击结束标定”。将电极放在盛有蒸储水的烧杯内，清洗后把电极从盛蒸储水的烧杯内拿出中教实验来，用滤纸把电极上残留的蒸储水吸干。稍后将电极放进pH=9.18（四硼酸钠）的缓冲液中，点击采集器上pH=9下的开始标定”按钮，510秒后，点击结束标定”。最后点击一次写标定值”。验证标定：标定完成，进入传感器测量界面，将探头放入pH=6.86（混合磷酸盐）的溶液中，检测标定是否成功。读书稳定后观察读数在6.707.00之间即可认为标定比较准确，否则应重新标定。注意事项：pH电极使用一段时间后，不对称电位将会发生

6、很大变化，故必须定期校准。用pH缓冲溶液标定是为了消除不对称电位的影响。数据采集器关机或重启后，pH传感器须重新标定。（3）滴定准备及滴定操作步骤退出开机界面，点击通用”，进入通用实验界面，点击左上角打开模板”，依如下路径选择实验：打开模板一SDMEM一实验模板一化学实验一酸碱中和滴定一酸碱中和滴定（xmlp文件），进入滴定实验界面。检查传感器是否正常连接：当传感器正常连接时，对应的传感器接口指示灯亮。当点击开始实验时，传感器接口指示灯为闪烁状态，通过此指示灯可判断传感器是否正常工作。长按光电门传感器上按钮，3个灯同时亮时放开清零数据。注意事项：光电门应放在空处，不被任何物体挡光。滴定前长按光

7、电门传感器上按钮清零数据，清零数据时不要更改模式。在盐酸一栏中输入烧杯中NaOH溶液的浓度，在待测液体积一栏中输入烧杯中NaOH溶液的体积。点击开始/停止”按钮，开始实验。打开磁力搅拌器（最好在实验开始前调好位置或打开，不要让磁子在转动时碰到传感器电极），然后转动酸式滴定管旋钮，让滴定管中溶液以不连续状态滴入烧杯中。注意事项：1、滴定开始后注意滴定体积”一栏中有无体积变化，同时在"pH'一栏会开始显示pH值。如溶液已开始滴入烧杯，而滴定体积”一栏无数据，则说明液滴通过计数器时未引起变化，需要调节装置，让液滴通过计数器挡光孔，并更换溶液消除数据重新开始实验。如果“pH栏数据不变

8、或为非数字时,说明传感器标定不正确，需要重新标定，再开始实验。2、滴定时，酸式滴定管的尖嘴与计数器挡光孔必须要垂直对齐。3、在接近终点时，要注意放慢速度，以便观察到终点。中教实验当整个实验结束后，点击开始/停止”按钮，停止实验。点击刷新数据”,进入数据界面可看到整个实验过程中所有数据，最后点击保存/转发”按钮，保存实验数据到采集器SD卡根目录下。通过计算机端单机运行平台”软件可在电脑端打开此数据，求导值的最低点横坐标即为滴定终点的体积，输入该滴定终点体积（之前已输入烧杯中溶液体积和浓度），点击软件上重新计算”按钮，可计算出待测溶液浓度。注意事项：酸碱的浓度差别不要太大，否则实验将较难控制，结果

9、误差较大五、实验数据及图像图1.滴定曲线图中教实验图2.pH求导图食醋中总酸量的计算（1） a=0.00b=28.75（2） NaOH溶液体积:NaOH§液浓度:（3）代入总公式格数=5.2总格数=10V=50mlC=0.10mol/LC（乙酸）=C（碱）*V（碱）一V（乙酸）50*0.105.2/10*28.75mol/L=0.33mol/L酸度=100*C（乙酸;；M（乙酸）g/100ml=1.98g/100ml六、文献综述1 .关于食醋中总酸含量的测定”学案设计与评价的设计思想：食醋中总酸含量的测定是高中实验化学（苏教版）关于“物质的定量分析”专题研究的开始,将学生带入定量研究学习状态尤为重要。为此，该学案的设计思想是利用学案导学诱思，促进学生积极主动地投身于定量实验探究的活动。2 .为了避免常规指示剂法对观察滴定终点的影响，采用连续电位滴定法，通过控制食醋样品的pH值来连续测定食醋中的总酸量，获得了比较满意的结果。七、参考文献1王先锋.食醋中总酸含量的测定”学案设计与评价J.化学教学,2012（02）2郑长龙主编.化学实