1、利用微電流傳感器探究水的電離規(guī)律張紅英（首師大附屬麗澤中學(xué) 北京 100071）摘要：利用微電流傳感器來詮釋溫度變化時水的電離規(guī)律是一種更易于學(xué)生接受的教學(xué)手段。本實驗探究通過科學(xué)、簡便、有效的實驗方法，完整地展現(xiàn)了水的電離及隨溫度變化水的電離變化規(guī)律的過程和結(jié)果。關(guān)鍵詞：水的電離 微電流傳感器1 問題的提出 “水的電離”這部分內(nèi)容是對電離平衡的具體應(yīng)用，同時又為接下來學(xué)習(xí)溶液酸堿性作必要的準(zhǔn)備。傳統(tǒng)教學(xué)中教師在講解“水的電離”時只能告訴學(xué)生：精確的導(dǎo)電性實驗表明水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。但學(xué)生沒有形象的感官刺激不免會感到抽象、難于理解。有人曾利用電導(dǎo)率傳感器進(jìn)行相關(guān)實驗，可以使

2、學(xué)生直觀地從定量的角度獲得一定的感性認(rèn)識， 但電導(dǎo)率對學(xué)生來說是一個陌生的概念，而且電導(dǎo)率本身與溫度有關(guān)。 所以我選用微電流傳感器和溫度傳感器來進(jìn)行“水的電離規(guī)律”的實驗，可以幫助學(xué)生很直觀地認(rèn)識水的電離規(guī)律。2 實驗?zāi)康模河梦㈦娏鱾鞲衅骱蜏囟葌鞲衅魈骄俊八碾婋x規(guī)律”。3 實驗儀器及用品計算機(jī)，威尼爾牌（Vernier，美國）數(shù)據(jù)采集器以及微電流、溫度傳感器，磁力加熱攪拌器，1#電池，小電珠，石墨碳棒，導(dǎo)線等。蒸餾水。4 實驗方法實驗裝置見圖1：測定水的電離規(guī)律實驗裝置。 圖1實驗步驟：1、將兩支石墨碳棒固定后平行插入盛有100mL蒸餾水的燒杯中，用串聯(lián)電路將電池、微電流傳感器、小電珠、兩支

3、石墨碳棒串聯(lián)起來（注意微電流傳感器的正負(fù)極），在燒杯中再插入溫度傳感器（不要碰到石墨碳棒）、加入攪拌磁子。石墨碳棒溫度傳感器數(shù)據(jù)采集器微電流傳感器磁力加熱攪拌器2、開啟磁力加熱攪拌器均勻攪拌，同時采集室溫下“微電流時間”、“溫度時間”兩組數(shù)據(jù)；待“微電流”、“溫度”的示值都穩(wěn)定后開始給燒杯中的水加熱，繼續(xù)采集“微電流時間”、“溫度時間”數(shù)據(jù)直至水沸騰。5 實驗結(jié)果及分析溫度變化時水的電離結(jié)果：實驗結(jié)果見圖2：溫度變化時水的電離測定。圖2實驗結(jié)果表明：a）雖然串聯(lián)電路中的小電珠沒有亮起來，但仍檢測到微電流，說明水也具有微弱的導(dǎo)電性，水能電離出自由移動的陰、陽離子。b）隨著溫度的不斷升高，微電流示

4、值變大，說明水的導(dǎo)電性不斷增強(qiáng)，其電離程度隨溫度升高而增強(qiáng)。c）當(dāng)溫度不變時（例如室溫、100），微電流的示值也很穩(wěn)定，說明一定溫度下，水的電離程度不變。6 討論實驗直觀地顯示出水的導(dǎo)電能力隨著溫度的升高而增大，教師可以將這一實驗事實作為引課的一部分引導(dǎo)學(xué)生理解水存在著微弱的電離，水的電離能力隨著溫度的升高而增大。 這個實驗比較耗時，不適宜在課堂上進(jìn)行演示，但是可以使用與手持技術(shù)配套的軟件中的儀表功能，再現(xiàn)實驗結(jié)果的產(chǎn)生過程視頻水的電離。還可以利用研究性學(xué)習(xí)的時間指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗，一方面可以加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解，另一方面可以使學(xué)生掌握先進(jìn)的實驗手段，開闊眼界，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。通過運用手持技術(shù)，新課程中的部分實驗可以實現(xiàn)在定性描述和定量解釋之間的轉(zhuǎn)變，得以比較好的解決與開發(fā)， 使得傳統(tǒng)實驗手段無法解決的一些問題變得容易起來。教師在教學(xué)中需做個有心人，及時總結(jié)教學(xué)中的得失，站在學(xué)生的角度考慮問題，充分利用先進(jìn)的實驗手段，突破難點。只有勇于開拓、具有創(chuàng)