铅溶度试验是化学试验中常见的一种实验,涉及的基本原理有:沉淀溶解平衡;溶度积的计算;离子交换的原理;酸碱中和反应;指示剂的选择等。
试验背景离子交换法测定难溶电解质的溶度积常数,是无机化学实验的一项内容。该实验运用了无机化学实验中的一般基础操作,如难溶物的制备、沉淀的洗涤、过滤;饱和溶液的制备,一定浓度酸碱溶液的配制,溶液的准确取用,滴定操作,树脂的预处理、装柱、转型、交换等。实验涉及的基本原理有:沉淀溶解平衡,溶度积的计算,离子交换的原理,酸碱中和反应,指示剂的选择等。这是一个既能检验学生掌握无机化学理论水平,又能培养学生耐心、细致的基本素养及观察、分析、解决实际问题能力的综合性实验。常规实验试剂用量大,实验时间长,改为微型实验后,既节省了试剂用量又减少了实验时间,取得了较好的实验效果。对用于教学的微型实验且具备了现象明显、便于操作、效果优良、成本低、易于推广、安全等特点。
微型滴定管的准备准备一支5.00 mL 吸量管(移液管)和一根5#注射针头,用约3 cm 长的细乳胶管(自行车气门芯专用)将两者连接,乳胶管内放一粒小玻珠,检查连接处不漏水和按捏玻璃珠,针头处水滴滴出顺畅,即做成微型碱式滴定管。
使用时像操作常规碱式滴定管一样,但注入滴定剂时要用胶头滴管吸取滴定剂从吸量管上端慢慢注入。润洗微型滴定管3 次,按捏玻璃珠排除乳胶管及针头内的气泡和调节零点后用铁架台和蝴蝶夹垂直固定微型滴定管,即可进行滴定操作。这种滴定管刻度精细,可读出小数点后两位数。由于吸量管的刻度是刻到管尖的,而管尖处套有乳胶管和针头,4.50~5.00 mL之间的读数不易读出,故该滴管的最大体积(读数)为4.50 mL。1
试验的优点(1)本实验的主要仪器(离子交换柱和酸碱滴定管)较常规实验方法有显著微缩,从而使得实验过程中的树脂转型、离子交换、酸碱滴定等相关操作变得更为简单、便利。同时,减少仪器的占用空间,便于学生操作,也使学生仪器的保管更为整洁、规范、有序。
(2)实验试剂的用量比常规实验用量大大减少,大幅度的降低实验成本,节约教学经费,减少环境的污染,且能取得相同的实验效果,有良好的环境效益。
(3)由于试剂的用量减少和操作的简化便利,使整个实验所需的时间较常规实验大幅减小,从而有利于学生从容地做实验,操作时显得更为仔细、认真,有利于学生良好实验习惯的培养,也为适当增设实验内容,在各方面锻炼和提高学生的实验能力提供了可能。
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程鹏 - 副教授 - 西南大学