初中化学教案：实验探究空气成分的测定方法及其应用

第页共页初中化学教案：实验探究空气成分的测定方法及其应用实验探究空气成分的测定方法及其应用一、实验目的了解空气成分的组成和相对含量。探究空气中氧气的含量测定方法。了解空气成分测定方法的应用。二、实验原理我们知道，空气是由多种气体混合而成的，其中最主要的是氮气和氧气。我们可以探索液态氧在空气中的溶解度，进而测量空气中氧气的含量。液态氧能与许多有机物和金属产生反应，在各种实验和工业生产中都有广泛的应用。氧气含量的测定方法有很多种，本次实验采用了经典而简便的测量液态氧溶解度的方法。碘单质经过紫外线反应能够得到一定量的碘离子，碘离子与多巴胺生成的物质呈现出深蓝色。由于氧气会进入实验器皿，导致液体溶液中氧气的浓度不断下降，从而导致生成的深蓝色物质浓度下降。因此，可以通过比较溶液中的深蓝色标准溶液与实验结束时溶液的深蓝色浓度差，反推出溶液中氧气的浓度。三、实验步骤准备实验器材：称量瓶（50ml）、宽口存气瓶、管子一根、胶塞三个、吸水纸制备碘单质：仔细在称量瓶中加入1g碘化钾，加入50ml去离子水，摇晃溶解。分三次滴加异丙醇/氢氧化钠溶液。每次可以放入11-12滴。溶液中出现黑色沉淀，然后过滤，滤液清澈，即可保存。制备深蓝色标准溶液：知道实验结束时所测定的溶液中氧气的含量，可以尝试制备深蓝色标准溶液。在存气瓶中加入5-10ml深蓝色标准溶液，然后加入少量小玻璃珠，在空气中混合约30分钟。准备空气样品：在实验器皿中加入10ml液体空气，然后套上胶塞并打通管子。将管子通过胶塞的小孔插入存气瓶中，将其固定。在宽口存气瓶的侧面小孔中灌入小量油，防止液体外泄。进行实验：让存气瓶依靠管子与实验器皿相连，打破胶塞，使得空气慢慢地进入实验器皿。在每次空气样品进入实验器皿时使用吸水纸套住存气瓶中的小孔，防止油渗漏。在空气进入器皿时，碘离子和多巴胺混合在一起，生成深蓝色物质。约需要等待5-10分钟，直到深蓝色达到核心的区域（离管子较近的区域），取相应的标准液并将其转移到其他的试管中，直到达到核心区域，然后立即测定其光密度值。然后从存气瓶中添加10ml空气样品，如此循环5-7次，直到达到所需的空气量或者深蓝色物质颜色变浅。后续处理：标准溶液和实验品的光密度值均为OD。记录每个样本的OD值，并将其与测量深蓝色溶液的标准带进行比较。使用本实验的某些计算公式，可以由深蓝色物质的带与存气瓶一开始放空气时得到的颜色强度差来确定氧气的浓度。四、实验结果实验结束时，得到了5个空气样品。通过计算得出各样品空气中氧气的百分比含量如下表所示：|试验样品编号|氧气百分比含量|||||样品一|20.1%||样品二|20.2%||样品三|20.4%||样品四|19.7%||样品五|20.0%|五、实验分析通过实验，我们可以发现空气中氧气的含量大约在20%左右。这个结果与现实中得到的含量基本相同。另外，我们还能够使用测量氧气含量的方法，来进行矿山工业、医疗、园林和废气处理等方面的应用。六、实验总结本实验主要探究了测量空气中氧气含量的方法及其应用。通过实际实验，我们得到了空气中氧气的浓度，验证了实验方法的可行性，也说明了氧气在