| 标题 | “旧瓶装新酒” |
| 范文 | 章建锋 摘要：由于传统琼脂盐桥的制作过程步骤多，耗时较长，试图从减少琼脂用量和寻找简单盐桥“支持物”入手，介绍了盐桥装置的改进。 关键词：盐桥；创新；效果明显 文章编号：1008-0546（2014）10-0090-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 一、问题的提出 原电池装置，以（Zn│CuSO4（aq）│Cu）为例，负极材料Zn直接与CuSO4溶液接触，导致Zn片表面会覆盖上红色的铜，但如果使用盐桥，将原电池变为Zn│ZnSO4（aq）║CuSO4（aq）│Cu，就不会出现这样的问题。 1. 琼脂盐桥的制作效果问题 传统盐桥（如图1）是含有饱和KCl溶液的琼脂，但是其制作过程比较麻烦，且含饱和KCl溶液的热溶琼脂加入U形管时偶尔会出现“中空”或者冷却后存在琼脂收缩的现象，可能导致电流计指示原电池放电情况不明显。 2. 琼脂的耗料的问题 在实际教学准备过程中，实验室为了保证同课时进度的化学教师在进行教学时盐桥足够的分配使用，往往一次制作多个琼脂盐桥，比较耗材料耗时间，于是笔者思考如何让琼脂盐桥使用的琼脂更加节省又不失使用效果，有人使用了U型导管或者是软管进行琼脂灌制，起到了节省琼脂用量的问题。那还有其它的方法减少琼脂的用量吗？ 3. 电解质溶液支持物的问题 原电池形成闭合回路，“外电路”依靠电子的定向移动，“内电路”依靠离子的定向移动而形成电流，盐桥的出现是避免原电池两极放置于同一电解质溶液中而出现上述（Zn│CuSO4（aq）│Cu）的问题，作为“内电路”的钾离子和氯离子可以在盐桥中定向移动，琼脂起到一个电解质溶液的“支持物”的作用，制取过程比较麻烦，有人使用了棉花条替代，那还存在其它的简单“支持物”来代替琼脂呢？ 二、“一桥两用”减少琼脂用量 1. “琼脂塞”盐桥与“水底”盐桥的制作步骤 （1）取琼脂0.2g置于小烧杯中，加20mL蒸馏水，加热至琼脂呈均匀糊状，加入2gKCl搅拌均匀，继续保持加热。 （2）取两只U型管，编号甲和乙，U型管甲口径略大于乙，将U型管口甲置于沸水浴中，将热的琼脂倒入U型管中，冷却。注意琼脂倒入时不必要倒至管口。 （3）琼脂冷凝后，用洗耳球将U型管甲中琼脂慢慢“吹挤”出一半置于表面皿上，然后将管中剩下的琼脂“吹挤”至左右相平，即制得“水底”盐桥。 （4）用小烧杯配制10mL饱和KCl溶液，倒入U型管乙中，注意倒液面入至管口1-2cm即可，截取相应1-2cm的琼脂两节，塞住U型管乙两端，注意不要留有空气。即制得“琼脂塞”盐桥，基本过程如图2。 2. “一桥两用”的使用效果与评价 （1）“琼脂塞”盐桥 将“琼脂塞”盐桥倒置，饱和KCl溶液并未流出，原因是U型管乙的“琼脂塞”取自比它口径略大的U型管甲中，尽管琼脂冷却收缩但仍然够将U型管乙中溶液封住。使用“琼脂塞”盐桥电流表读数大于“传统”琼脂盐桥。盐桥完成使用后，可以挤压一端胶塞，另一端胶塞就会被挤出，然后将饱和KCl甲溶液倒出回收，挤出的胶塞可以放回U型管保存，下次使用可以使用洗耳球吹出后重新灌装使用。这种盐桥的优点：灌制一次琼脂，“吹挤”出的琼脂条就足够制作多个“琼脂塞”盐桥，且使用效果明显。 （2）“水底”盐桥 U型管甲中余下一半的琼脂，这些琼脂你可以继续利用洗耳球吹出做成“琼脂塞”盐桥，但是笔者留着它，改变一下电解质溶液的盛装方式，又让它成为了“水底”盐桥，即将分别在“水底”盐桥两端分别倒入硫酸锌溶液和硫酸铜溶液，注意液体倒至管口1-2cm即可，分别取锌条和铜条置于两端溶液中，与电流计相连，观察到电流表读数大于使用“传统”琼脂盐桥的读数。利用U型管中剩下的琼脂制成的“水底”盐桥的优点：不需要使用电解槽，减少了电极电解液的用量，也减少了实验时电极材料的用量（铜片改铜条，锌片改锌条），且效果明显。 “一桥两用”盐桥的使用效果与传统盐桥使用对照如图3所示。这样的改进，减少琼脂的用量，其中 “一桥两用”盐桥的原电池装置产生的电流强度比使用“传统”盐桥的大，这可能跟减少琼脂的用量从而减少离子移动的阻力有关。 三、餐巾纸替代琼脂成为“支持物” 1. 餐巾纸盐桥的制备 （1）将2-3张餐巾纸重叠放置，卷成长条状后绞成螺旋长条状。 （2）用小烧杯配制10mL饱和KCl溶液，将卷好的餐巾纸放入溶液中“吸取”饱和KCl溶液（如图4）。 （3）待餐巾纸条的2/3“吸满” 饱和KCl溶液时，用镊子将其取出置于一张干的餐巾纸上，用这张餐巾纸将“吸满” 饱和KCl溶液的餐巾纸条卷裹成条状。 注意在制作过程中，不要让餐巾纸卷“吸取”过多饱和KCl溶液，否则会在取拿时会有液体滴下；当然也不要“吸取”太少，这样会导致餐巾纸卷通过毛细作用不够均匀分配到未“吸取”到溶液的地方。如图5是“餐巾纸”盐桥在原电池装置中的使用。 2. “餐巾纸”盐桥的使用效果与评价 相比“琼脂盐桥”，“餐巾纸盐桥”取材方便、便宜，耗材省，制作时间很短，实验后处理方便。在改进过程中我发现可以根据餐巾纸的张数多少控制盐桥的横截面，从而改变电流大小。通过这个改进实验后，笔者寻思还可以寻找类似的盐桥“支持物”，比如可以多次使用的海绵条或多股棉线条等。 总之，根据笔者对盐桥进行的两种方式的改进，实验均取得了成功，而且效果明显，优于传统盐桥，大家不妨试一试。 参考文献 [1] 北京师范大学等.无机化学上册[M].北京：高等教育出版社，2002：365 [2] 杨延光，李友银. 高中化学里的盐桥 [J]. 化学教与学，2011，（6） 摘要：由于传统琼脂盐桥的制作过程步骤多，耗时较长，试图从减少琼脂用量和寻找简单盐桥“支持物”入手，介绍了盐桥装置的改进。 关键词：盐桥；创新；效果明显 文章编号：1008-0546（2014）10-0090-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 一、问题的提出 原电池装置，以（Zn│CuSO4（aq）│Cu）为例，负极材料Zn直接与CuSO4溶液接触，导致Zn片表面会覆盖上红色的铜，但如果使用盐桥，将原电池变为Zn│ZnSO4（aq）║CuSO4（aq）│Cu，就不会出现这样的问题。 1. 琼脂盐桥的制作效果问题 传统盐桥（如图1）是含有饱和KCl溶液的琼脂，但是其制作过程比较麻烦，且含饱和KCl溶液的热溶琼脂加入U形管时偶尔会出现“中空”或者冷却后存在琼脂收缩的现象，可能导致电流计指示原电池放电情况不明显。 2. 琼脂的耗料的问题 在实际教学准备过程中，实验室为了保证同课时进度的化学教师在进行教学时盐桥足够的分配使用，往往一次制作多个琼脂盐桥，比较耗材料耗时间，于是笔者思考如何让琼脂盐桥使用的琼脂更加节省又不失使用效果，有人使用了U型导管或者是软管进行琼脂灌制，起到了节省琼脂用量的问题。那还有其它的方法减少琼脂的用量吗？ 3. 电解质溶液支持物的问题 原电池形成闭合回路，“外电路”依靠电子的定向移动，“内电路”依靠离子的定向移动而形成电流，盐桥的出现是避免原电池两极放置于同一电解质溶液中而出现上述（Zn│CuSO4（aq）│Cu）的问题，作为“内电路”的钾离子和氯离子可以在盐桥中定向移动，琼脂起到一个电解质溶液的“支持物”的作用，制取过程比较麻烦，有人使用了棉花条替代，那还存在其它的简单“支持物”来代替琼脂呢？ 二、“一桥两用”减少琼脂用量 1. “琼脂塞”盐桥与“水底”盐桥的制作步骤 （1）取琼脂0.2g置于小烧杯中，加20mL蒸馏水，加热至琼脂呈均匀糊状，加入2gKCl搅拌均匀，继续保持加热。 （2）取两只U型管，编号甲和乙，U型管甲口径略大于乙，将U型管口甲置于沸水浴中，将热的琼脂倒入U型管中，冷却。注意琼脂倒入时不必要倒至管口。 （3）琼脂冷凝后，用洗耳球将U型管甲中琼脂慢慢“吹挤”出一半置于表面皿上，然后将管中剩下的琼脂“吹挤”至左右相平，即制得“水底”盐桥。 （4）用小烧杯配制10mL饱和KCl溶液，倒入U型管乙中，注意倒液面入至管口1-2cm即可，截取相应1-2cm的琼脂两节，塞住U型管乙两端，注意不要留有空气。即制得“琼脂塞”盐桥，基本过程如图2。 2. “一桥两用”的使用效果与评价 （1）“琼脂塞”盐桥 将“琼脂塞”盐桥倒置，饱和KCl溶液并未流出，原因是U型管乙的“琼脂塞”取自比它口径略大的U型管甲中，尽管琼脂冷却收缩但仍然够将U型管乙中溶液封住。使用“琼脂塞”盐桥电流表读数大于“传统”琼脂盐桥。盐桥完成使用后，可以挤压一端胶塞，另一端胶塞就会被挤出，然后将饱和KCl甲溶液倒出回收，挤出的胶塞可以放回U型管保存，下次使用可以使用洗耳球吹出后重新灌装使用。这种盐桥的优点：灌制一次琼脂，“吹挤”出的琼脂条就足够制作多个“琼脂塞”盐桥，且使用效果明显。 （2）“水底”盐桥 U型管甲中余下一半的琼脂，这些琼脂你可以继续利用洗耳球吹出做成“琼脂塞”盐桥，但是笔者留着它，改变一下电解质溶液的盛装方式，又让它成为了“水底”盐桥，即将分别在“水底”盐桥两端分别倒入硫酸锌溶液和硫酸铜溶液，注意液体倒至管口1-2cm即可，分别取锌条和铜条置于两端溶液中，与电流计相连，观察到电流表读数大于使用“传统”琼脂盐桥的读数。利用U型管中剩下的琼脂制成的“水底”盐桥的优点：不需要使用电解槽，减少了电极电解液的用量，也减少了实验时电极材料的用量（铜片改铜条，锌片改锌条），且效果明显。 “一桥两用”盐桥的使用效果与传统盐桥使用对照如图3所示。这样的改进，减少琼脂的用量，其中 “一桥两用”盐桥的原电池装置产生的电流强度比使用“传统”盐桥的大，这可能跟减少琼脂的用量从而减少离子移动的阻力有关。 三、餐巾纸替代琼脂成为“支持物” 1. 餐巾纸盐桥的制备 （1）将2-3张餐巾纸重叠放置，卷成长条状后绞成螺旋长条状。 （2）用小烧杯配制10mL饱和KCl溶液，将卷好的餐巾纸放入溶液中“吸取”饱和KCl溶液（如图4）。 （3）待餐巾纸条的2/3“吸满” 饱和KCl溶液时，用镊子将其取出置于一张干的餐巾纸上，用这张餐巾纸将“吸满” 饱和KCl溶液的餐巾纸条卷裹成条状。 注意在制作过程中，不要让餐巾纸卷“吸取”过多饱和KCl溶液，否则会在取拿时会有液体滴下；当然也不要“吸取”太少，这样会导致餐巾纸卷通过毛细作用不够均匀分配到未“吸取”到溶液的地方。如图5是“餐巾纸”盐桥在原电池装置中的使用。 2. “餐巾纸”盐桥的使用效果与评价 相比“琼脂盐桥”，“餐巾纸盐桥”取材方便、便宜，耗材省，制作时间很短，实验后处理方便。在改进过程中我发现可以根据餐巾纸的张数多少控制盐桥的横截面，从而改变电流大小。通过这个改进实验后，笔者寻思还可以寻找类似的盐桥“支持物”，比如可以多次使用的海绵条或多股棉线条等。 总之，根据笔者对盐桥进行的两种方式的改进，实验均取得了成功，而且效果明显，优于传统盐桥，大家不妨试一试。 参考文献 [1] 北京师范大学等.无机化学上册[M].北京：高等教育出版社，2002：365 [2] 杨延光，李友银. 高中化学里的盐桥 [J]. 化学教与学，2011，（6） 摘要：由于传统琼脂盐桥的制作过程步骤多，耗时较长，试图从减少琼脂用量和寻找简单盐桥“支持物”入手，介绍了盐桥装置的改进。 关键词：盐桥；创新；效果明显 文章编号：1008-0546（2014）10-0090-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 一、问题的提出 原电池装置，以（Zn│CuSO4（aq）│Cu）为例，负极材料Zn直接与CuSO4溶液接触，导致Zn片表面会覆盖上红色的铜，但如果使用盐桥，将原电池变为Zn│ZnSO4（aq）║CuSO4（aq）│Cu，就不会出现这样的问题。 1. 琼脂盐桥的制作效果问题 传统盐桥（如图1）是含有饱和KCl溶液的琼脂，但是其制作过程比较麻烦，且含饱和KCl溶液的热溶琼脂加入U形管时偶尔会出现“中空”或者冷却后存在琼脂收缩的现象，可能导致电流计指示原电池放电情况不明显。 2. 琼脂的耗料的问题 在实际教学准备过程中，实验室为了保证同课时进度的化学教师在进行教学时盐桥足够的分配使用，往往一次制作多个琼脂盐桥，比较耗材料耗时间，于是笔者思考如何让琼脂盐桥使用的琼脂更加节省又不失使用效果，有人使用了U型导管或者是软管进行琼脂灌制，起到了节省琼脂用量的问题。那还有其它的方法减少琼脂的用量吗？ 3. 电解质溶液支持物的问题 原电池形成闭合回路，“外电路”依靠电子的定向移动，“内电路”依靠离子的定向移动而形成电流，盐桥的出现是避免原电池两极放置于同一电解质溶液中而出现上述（Zn│CuSO4（aq）│Cu）的问题，作为“内电路”的钾离子和氯离子可以在盐桥中定向移动，琼脂起到一个电解质溶液的“支持物”的作用，制取过程比较麻烦，有人使用了棉花条替代，那还存在其它的简单“支持物”来代替琼脂呢？ 二、“一桥两用”减少琼脂用量 1. “琼脂塞”盐桥与“水底”盐桥的制作步骤 （1）取琼脂0.2g置于小烧杯中，加20mL蒸馏水，加热至琼脂呈均匀糊状，加入2gKCl搅拌均匀，继续保持加热。 （2）取两只U型管，编号甲和乙，U型管甲口径略大于乙，将U型管口甲置于沸水浴中，将热的琼脂倒入U型管中，冷却。注意琼脂倒入时不必要倒至管口。 （3）琼脂冷凝后，用洗耳球将U型管甲中琼脂慢慢“吹挤”出一半置于表面皿上，然后将管中剩下的琼脂“吹挤”至左右相平，即制得“水底”盐桥。 （4）用小烧杯配制10mL饱和KCl溶液，倒入U型管乙中，注意倒液面入至管口1-2cm即可，截取相应1-2cm的琼脂两节，塞住U型管乙两端，注意不要留有空气。即制得“琼脂塞”盐桥，基本过程如图2。 2. “一桥两用”的使用效果与评价 （1）“琼脂塞”盐桥 将“琼脂塞”盐桥倒置，饱和KCl溶液并未流出，原因是U型管乙的“琼脂塞”取自比它口径略大的U型管甲中，尽管琼脂冷却收缩但仍然够将U型管乙中溶液封住。使用“琼脂塞”盐桥电流表读数大于“传统”琼脂盐桥。盐桥完成使用后，可以挤压一端胶塞，另一端胶塞就会被挤出，然后将饱和KCl甲溶液倒出回收，挤出的胶塞可以放回U型管保存，下次使用可以使用洗耳球吹出后重新灌装使用。这种盐桥的优点：灌制一次琼脂，“吹挤”出的琼脂条就足够制作多个“琼脂塞”盐桥，且使用效果明显。 （2）“水底”盐桥 U型管甲中余下一半的琼脂，这些琼脂你可以继续利用洗耳球吹出做成“琼脂塞”盐桥，但是笔者留着它，改变一下电解质溶液的盛装方式，又让它成为了“水底”盐桥，即将分别在“水底”盐桥两端分别倒入硫酸锌溶液和硫酸铜溶液，注意液体倒至管口1-2cm即可，分别取锌条和铜条置于两端溶液中，与电流计相连，观察到电流表读数大于使用“传统”琼脂盐桥的读数。利用U型管中剩下的琼脂制成的“水底”盐桥的优点：不需要使用电解槽，减少了电极电解液的用量，也减少了实验时电极材料的用量（铜片改铜条，锌片改锌条），且效果明显。 “一桥两用”盐桥的使用效果与传统盐桥使用对照如图3所示。这样的改进，减少琼脂的用量，其中 “一桥两用”盐桥的原电池装置产生的电流强度比使用“传统”盐桥的大，这可能跟减少琼脂的用量从而减少离子移动的阻力有关。 三、餐巾纸替代琼脂成为“支持物” 1. 餐巾纸盐桥的制备 （1）将2-3张餐巾纸重叠放置，卷成长条状后绞成螺旋长条状。 （2）用小烧杯配制10mL饱和KCl溶液，将卷好的餐巾纸放入溶液中“吸取”饱和KCl溶液（如图4）。 （3）待餐巾纸条的2/3“吸满” 饱和KCl溶液时，用镊子将其取出置于一张干的餐巾纸上，用这张餐巾纸将“吸满” 饱和KCl溶液的餐巾纸条卷裹成条状。 注意在制作过程中，不要让餐巾纸卷“吸取”过多饱和KCl溶液，否则会在取拿时会有液体滴下；当然也不要“吸取”太少，这样会导致餐巾纸卷通过毛细作用不够均匀分配到未“吸取”到溶液的地方。如图5是“餐巾纸”盐桥在原电池装置中的使用。 2. “餐巾纸”盐桥的使用效果与评价 相比“琼脂盐桥”，“餐巾纸盐桥”取材方便、便宜，耗材省，制作时间很短，实验后处理方便。在改进过程中我发现可以根据餐巾纸的张数多少控制盐桥的横截面，从而改变电流大小。通过这个改进实验后，笔者寻思还可以寻找类似的盐桥“支持物”，比如可以多次使用的海绵条或多股棉线条等。 总之，根据笔者对盐桥进行的两种方式的改进，实验均取得了成功，而且效果明显，优于传统盐桥，大家不妨试一试。 参考文献 [1] 北京师范大学等.无机化学上册[M].北京：高等教育出版社，2002：365 [2] 杨延光，李友银. 高中化学里的盐桥 [J]. 化学教与学，2011，（6） |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。