?滴定分析实验报告撰写常见问题分析及改进措施

    周鸿 赵晴 方茜

    摘? 要 水分析化学是给排水科学与工程专业本科生的一门专业基础课，是专业认证评估要求中的核心课程之一。由于化学课程实践性、应用性强，配套有相应的实验课程;在完成化学实验后需要撰写实验报告。滴定分析是水分析化学的重要内容。对本科生在滴定分析实验报告撰写中的常见问题进行全面分析，并针对这些问题提出改进措施。

    关键词 给排水科学与工程专业;水分析化学;滴定分析;实验报告

    中图分类号：G642.423? ? 文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）10-0123-03

    Abstract Water Analytical Chemistry is one of basal lessons of?Water and Wastewater Engineering Specialty and its also one of?core theoretical courses in professional authentication and assess-ment. Because chemistry lessons are practical and there is a relatedchemistry experimental lesson surely. After finishing tests， reports ofthem should be written and submitted. Titration analysis is an impor-tant part of Water Analytical Chemistry. In this article， common pro-blems in titration experiment report writing have been comprehen-sively analyzed and some modification methods are brought up according to these problems.Key words water and wastewater engineering specialty; water analy-tical chemistry; titration analysis; experimental report

    1 背景

    水分析化學（Water Analytical Chemistry）是给排水科学与工程专业（四年制）的重要专业基础课，也是专业认证评估要求中的核心课程之一[1-2]。值得注意的是，以实验为基础是化学学科的最基本的特征，化学实验以其独特的作用，具有使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面全面发展的功能[3]。给排水科学与工程专业本科生在学习水分析化学理论知识之后，通过11个学时的滴定分析实验（酸碱滴定、沉淀滴定和络合滴定），深化理解滴定分析的理论知识，对后续专业主干课程如水质工程学I/II/III、水处理新技术等的学习具有至关重要的意义。

    实验报告是扼要且清晰地对所做滴定实验的目的、原理、步骤进行描述，对原始数据进行正确记录，在此基础上，对实验结果展开分析、计算测定误差并得出结论。实验报告是感性认识深化为理性认识的过程，是对实验完成后的书面总结，可如实反映实验者对实验目的和实验原理的掌握情况，是否清楚并按顺序正确实施实验步骤，是否清晰记录实验原始数据，是否具有客观分析实验结果的能力等[4-5]。

    2 滴定分析实验报告中的常见问题

    实验报告撰写中常见问题主要有四个。

    实验目的和实验原理不明确? 实验目的少写、错写、混写等现象不一而足，有的照抄教材，不结合实际情况写;不了解每个实验的基本目的，最后可能导致实验步骤目的性差、实验结果错漏等情况。实验原理阐述不详细、不准确或不正确，有的仅用文字对原理进行说明，缺乏相关的化学方程式或化合物结构;有的只写化合物结构或化学反应式，却没有任何文字叙述，缺乏必要的解释。

    以酸碱滴定基本操作实验为例，对广州大学给排水科学与工程专业连续三届学生的实验报告目的及原理部分书写情况进行分析，详见表1。由表1数据可计算得：三个年级的学生中，没有写化学反应式的，分别占65%、29%和35%;没有任何文字说明的，分别占1.7%、9.3%和3.7%;没有写实验原理的，分别占5%、0%和5.6%;写中和反应的，分别占10%、6.7%和1.9%，这就体现出学生没有对知识体系进行及时更新，仍停留在酸碱电离理论环节。

    即使有文字阐述，也依然存在不具体、不准确等现象。如有学生写道：“当达到sp时，酸与碱完全反应，再稍稍滴入一至半滴使指示剂变色……”什么是稍稍滴入？这个描述是不准确的。值得注意的是，连续三届学生共有四位学生把连续滴定测定碱度的原理写成酸碱滴定基本操作的原理，虽然二者的本质都是质子传递反应，但是连续滴定法测定碱度的反应式有2～3个，而酸碱滴定时基本反应式只有一个。

    这一系列现象表明：相当一部分学生虽然按部就班进行了理论学习、课堂练习、课后作业等多环节的学习，对基本理论、基本概念的理解还是不够清楚，做实验的时候并不清楚实验目的和实验原理，不能做到有的放矢;有的虽然貌似完成了实验任务，但是并不能完全理解实验的内核。

    实验材料不完整或不正确? 实验材料主要包括试剂和仪器两部分，不写、少写、错写、混写现象较普遍。如以酸碱滴定基本操作实验为例，每个学生都必须使用的待标定的稀盐酸和NaOH溶液（约400 ml）没有写，没有使用的浓盐酸却抄在实验报告上，与实际情况不符;标定NaOH的基准物质邻苯二甲酸氢钾误写为“邻苯二甲氢钾”;常用指示剂酚酞和甲基橙的浓度没有写;浓度约为0.1 mol/L的盐酸或NaOH溶液被省略浓度或误写成0.100 0 mol/L等，说明学生对标准溶液、标定、有效数字等概念均未完全理解。由表2可知，试剂不全及试剂浓度缺失或不正确占比例较高，2014级、2015级、2016级均超过半数。

    实验中使用的仪器及玻璃器皿（如锥形瓶、移液管、滴定管、烧杯等）的规格和数量都应该写在这一栏。少写或不写使用的仪器及器皿、写错规格、漏写型号、不写数量等，种种现象，不一而足，具体可见表2。常用的规格为50 ml酸式或碱式滴定管经常被学生误写为25 ml、100 ml，甚至250 ml;250 ml容量瓶被误写为25 ml、50 ml、100 ml等。

    数据记录、处理及实验结果分析有误? 当今社会科技发展日新月异，学生用于记录数据的工具从传统的纸、笔、书转变为手机、iPad等。新工具有很多优点，如快速、便捷、有可保存性;同时有显而易见的缺点，如电子版文件可能损毁、可能无法正常打开，手机或iPad可能出现问题等，虽然概率不是很大，但是一旦发生，后果难以挽回。

    做实验时应如实记录原始数据，不是经过计算处理得到的数据。如酸碱滴定时应记录滴定管初始刻度读数和滴定后刻度读数，这就是原始数据;两个刻度读数的差值即为消耗滴定液的体积V，这不是原始数据，而是计算待标定溶液浓度所必需的数据之一。表3所示为酸碱滴定基本操作实验报告本部分书写情况汇总。由表可见，近三年来，漏写原始数据的学生占比由28%逐年递减到7%;有效数字不正确（过多或过少）比例较高，为21%～45%;缺少误差分析的比例由22%逐年递减到4%。

    进行实验结果分析时往往存在一些问题。

    1）有效数字位数达不到要求，如滴定管读数只到小数点后一位，没有估读;基准物质质量为四位有效数字，计算所得待标定溶液准确浓度却只有2～3位有效数字。

    2）误差分析缺失或不正确，有效数字位数过多，如相对标准误差为1.723 9%。

    3）缺乏正确的实验结果，如被稀释水样浓度没有转化为原水样浓度等。

    4）计算结果正确，但是没有任何计算公式或计算过程，缺乏依据。以酸碱滴定基本操作实验为例，2016级学生有三人没有计算待标定盐酸浓度，占5.5%。这一现象说明，即使报告上的原理、目的、步骤等都很全面，学生也并不一定真正理解并落实执行。

    实验报告书写不规范? 书写不规范问题非常多，如报告内容缺项，包括学号、实验项目名称、开课学院及实验室和实验日期等某一项或某几项空白，没有按照实际情况填写清楚;报告错别字多，如将“滴定终点”错写成“滴定终定”，锥形瓶写成“锥型瓶”，“掌握”写成“常握”，产生“误差”写成“误产”，说明部分学生学习态度不认真;记录数据不清晰，不同行、同一个数字抄错;表格手画，弯弯曲曲。

    3 改进措施

    分析化学实验是认识化学物质及其变化规律的基础与前提，观察生动鲜明的实验现象并记录实验数据是提供感性认识的重要手段。同时，可以训练实验技能，深化对理论知识的理解和应用。实验报告的完整性、正确性、规范性等是评定实验课成绩的重要依据之一[4-6]。针对滴定分析实验报告存在的上述问题，拟提出相应改进措施，目的是提高实验报告写作水准，真正达到实验课程学习的目的。

    将学生作为实验教学的主体，充分发挥学生在实验中的主观能动性? 从多方面引导学生，说明实验课和理论课之间的区别和联系，使之充分认识实验课的重要性，端正对待实验课的态度;学生应做好课前预习，明确实验内容和步骤，才能有条有理、高效正确地完成实验。

    提倡实验过程及原始数据记录规范化? 记录工具宜齐全、合乎要求。如果采用纸、笔、书，宜注意保护，不要遗失或弄湿;如果采用电子产品记录实验材料及原始数据，宜尽快进行备份或写在实验报告上。实验步骤应如实、及时记录，不要主观臆造，也不要照搬课本或参考书，做了什么、怎么做的，要写清楚，没有做的步骤不应写在报告上。记录数据要详细、清晰、准确，仪器要标明名称、规格、型号及相关参数等;试剂要标明浓度、主要成分及溶剂;滴定管读数要符合有效数字的规定。

    强调实事求是的重要性? 实验数据应客观真实，不允许有半点虚假;即使得到的结果不理想，也不能擅自修改，可以通过分析和讨论找出原因和解决的办法，培养实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风。

    参考文献

    [1]黄君礼.水分析化学[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2013.

    [2]武汉大学.分析化学[M].6版.北京：高等教育出版社，

    2016.

    [3]文庆城.化学实验教学研究[M].北京：科学出版社，

    2003.

    [4]華中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学，等.分析化学实验[M].北京：高等教育出版社，2007.

    [5]张兵兵，胡瑞珏，苏海全.论大学化学实验教学与科研诚信意识的培养[J].教育教学论坛.2018，12（51）：162-163.

    [6]徐雪梅.普通化学《滴定分析基本操作练习》实验综述报告[J].广东化工，2018，45（16）：191.