实验室空气中氧气含量的测定及误差分析

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1、理化生教研活动总结（化学）作者 夏天 王行均在理化生教研组组长王斌老师的倡议下，我们教研组理、化、生三科分别设计并组织开 展一次有关自己学科的有意义的教研活动。一是为了改变我们之前单一的在办公室开座谈会 业务学习，而是走出办公室开展一些不脱离教学的有意义的活动，从而使我们的教研活动变 得多元化；二是让我们教师从平时的工作压力中解脱出来，让我们放松身心，从而更有利于 后面的教学工作。上周星期六我们开展了有关生物学科的活动（户外植物标本的采集和制作）。这周星期 一开展的为化学学科的活动。化学活动的课题为“空气中氧气含量的测定及误差分析和对教 材实验装置的改进”。10 月 10 日下午两点半，我们教

2、研组全体教师都聚集在本次活动的地点化学实验室， 准备开展这一次的教研活动。化学组已事先准备好本次活动所需要的实验仪器和化学药品。 空气中氧气含量的测定，其实验原理为：红磷燃烧后消耗掉装置内的氧气，从而使装置内气 体减少，压强减小，由于装置内外压强不一样（大气压强大于装置内气体压强），待装置冷 却后，打开止水夹，大气压将烧杯内的水从导气管压入装置内，装置内液面上升，进入装置 内的液体体积就等于原本装置内空气中氧气的体积，最后根据在集气瓶上标刻度的方法，估 算出空气中氧气含量占空气体积的百分比。我们参加本次教研活动的所有老师以分组的形式，让每位教师都参加到这次活动中， 但每个小组得出的结果都比该实

3、验的理论结果小很多（理论结果是空气中氧气含量约占空气 总体积的五分之一）。误差分析，实验结果比理论值小很多，其主要原因在于该装置气密性较差。由于该装 置漏气，红磷燃烧完成后，虽消耗掉装置内的氧气，而此时装置内压强小于大气压强，外面 的空气就会从空隙进入装置，使得装置内气体减少的体积小于该装置内原空气中氧气的体 积，装置冷却后，打开止水夹，装置内液面上升就会小于装置容积的五分之一，最终得出的 结论就比理论值小很多。对此，我们可以采用如下改进措施来减小实验误差：方案一：15.卜执就味如图 1 所示，先把玻璃棒的下端烧热（不必红热），燃烧匙内放一小 块的磷，把橡皮塞插入瓶（抽滤瓶）中，并把塞子塞紧。

4、然后把玻璃棒的 热端按下与白磷接触，观察白磷燃烧的现象。待白磷熄灭并冷却后，打 开弹簧夹，观察烧杯中的水倒吸进瓶内的现象。如图2所示，导线的一端与燃烧匙柄相接，另一端串上开关、6V10V 干电池后跟燃烧匙盛放的磷的“匙”处相连。当闭合上开关，显然白磷接 触的导线发热引发白磷燃烧。燃烧完毕，待瓶冷至室温，打开弹簧夹，会 有与方法 1 相同的实验效果。 方案三如图 3 所示，在一根口径12mm13mm，长约 7cm8cm的玻璃管的两端，通过橡皮塞装上两只注射器，玻璃管内装 几团细的铜丝，把一个注射器内的空气体积调到50mL的位置，然后用酒精灯加热玻璃管的 铜丝部位。待铜丝被灼热后，把注射管缓慢地以23次/分的速度左右推动，可见注射器内空气的体积逐渐减少。大约34min之后停止加热。待玻璃管冷至室温后，观察注射器内空 气减少的体积数。但由于学校实验条件限制，以上这些实验改进方案都还没能得到实施，但我们相信这些都会在不久后的将来得到实现的。最后，通过这次教研活动，不光让我们组上的教师更加团结，还能让其他学科的教师更加了解我们化学学科，这样我们相互学习、相互取经，我们就会得到共同进步，这真是一 举两得。