手机热成像技术在化学实验中的应用研究

化学反应常常伴随能量变化,为获取能量变化信息,将手机热成像仪FLIR One Pro与智能手机组成具有热成像功能的装置用于化学实验数据采集和处理。对毛细管法测定萘的熔点、蒸馏法测定乙醇的沸点及浓硫酸与纸的脱水反应实验中温度动态分布进行可视化观察。得到了不同反应中温度随时间变化的直观图像,图像颜色变化表征了不同反应过程的能量变化信息。这种装置能快速、准确、无接触获取体系温度,能对肉眼不可见的温度变化进行直接观察,根据颜色的变化还能显示反应的剧烈程度。     

溶液平衡与容量分析的基础理论(四)

六、滴定方程和终点敏锐度上节提到的滴定误差公式中pQ_(end)的确定问题是没有仔细讨论的。在滴定过程中,加入同量滴定液所导致的指示剂变色率也是不一样的。因之有终点敏锐度问题,也有在什么地方变色最敏锐的问题。通常在pQ_t>pQ_(eq)的情况下,终点在等当点后出现,而最敏锐变色点却在pQ_t之前到来。反之,pQ_t相似文献   

巧做焰色反应实验

笔者在课上用教材[1]介绍的方法为学生做/焰色反应0 演示实验时,当未用蓝色钴玻璃片, 直接用肉眼分别观察了钠和钾的焰色反应, 看到的火焰颜色均为黄色, 几乎看不出差别; 当透过蓝色的钴 玻璃片分别观察钠和钾的焰色反应时, 看到的火焰颜色均为蓝紫色, 也几乎看不出差别。     

基于pH传感器测定食醋总酸量的实验研究

利用pH传感器测定食醋与氢氧化钠中和滴定过程中溶液pH的实时变化,通过求导进而确定反应终点,无需考虑食醋本身颜色对反应终点判定的影响,是一个紧密联系科学、技术、社会与环境的典型的定量实验案例.引进该实验技术,有利于学生对定量方法的学习和科学思维的培养,促进学生认识到科学仪器的进步可以将近代经典实验转变为现代实验的事实.     

返滴定法测定牛磺酸钙中的钙

测定合成牛磺酸钙 (Ca(NH2 CH2 CH2 SO3) 2 )中的钙含量 ,常采用在 p H1 0的氨 -氯化铵缓冲溶液中用铬黑 T作指示剂、EDTA标准溶液直接滴定的方法。终点附近溶液颜色变化不明显 ,难以判断 ,造成很大的分析误差。试验过程中观察到牛磺酸钙中加入铬黑 T指示剂后经数分钟才逐渐变色。初步推测可能是牛磺酸根对钙离子有一定的配位作用 ,使 EDTA测定钙的稳定常数减小 ,导致滴定突跃范围缩小 ,终点颜色变化不敏锐。为此 ,改用返滴定法。首先加入过量 EDTA标准溶液 ,加热反应后 ,再用过量的 Zn2 +标准溶液滴定剩余的EDTA,终点由蓝色变…     

基于现象和过程可视化的微型化学实验

设计了以“滴”为计量单位的微型化学实验,利用现象和过程可视化的技术,观察液滴中肉眼难以观察的细节。以生成气泡、生成固体、颜色变化等化学反应中最典型的3个现象为例,展示本装置的可视化效果。本实验具有可视化、微型化、家庭化、趣味化的特点,并且所需的实验仪器均可以用日常生活用品代替,特别适合作为家庭实验实施。     

气相色谱法在苯甲酸乙酯合成实验中的应用

苯甲酸乙酯合成实验是有机化学实验的重要内容,传统的判断反应终点的方法是依靠观察反应的水珠挂壁现象和反应时间来确定,只能定性判断,不能定量、准确地描述反应进行的程度。利用气相色谱仪分别采用内标法和外标法对反应进行监测,定量地判断终点,使学生借助现代的科学仪器加深对反应原理的理解。     

基于纳米金比色检测NOS1AP基因单碱基突变

基于单、双链DNA与纳米金颗粒间的不同静电作用, 建立了一种基于颜色反应检测NOS1AP基因单碱基突变的方法. 根据NOS1AP基因的单碱基多态位点设计检测探针、互补靶序列及带有单碱基突变序列寡核苷酸DNA. 室温下, 检测探针分别与互补序列、单碱基突变序列在缓冲液中进行杂交, 再分别加入纳米金溶液以及NaCl溶液. 用肉眼可以观察到纳米金溶液在两种不同杂交溶液中产生明显不同的颜色变化. 这种变化可通过紫外-可见分光光度计测定纳米金溶液的紫外吸收峰值的变化来证实. 实验结果表明, 纳米金溶液在一定浓度NaCl存在的条件下, 对互补双链NOS1AP DNA及单碱基突变NOS1AP DNA呈现出不同的颜色反应及紫外吸收光谱的改变. 此方法可望用于相关疾病的医学诊断及单碱基突变的检测.     

非水滴定法测定水杨酸钠质量分数实验的改进

非水滴定法测定水杨酸钠质量分数是分析化学实验中重要的教学内容,现有教材中该实验的内容主要是高氯酸标准溶液的标定和水杨酸钠质量分数的测定。针对实验过程中指示剂用量和滴定终点颜色不同对测定结果准确度产生影响等问题,将电位滴定法引入到实验中以更好地确定指示剂的合适用量和判断终点颜色。结合统计分析研究不同滴定终点颜色对水杨酸钠测定准确度的影响,并以此改进后的实验方案作为综合性实验内容用于实验教学中。不仅能加深学生对非水滴定等分析方法原理及其有关理论的理解,而且能够培养学生严谨的科学态度和良好的实验素养。     

巧用智能手机测定抗贫血药物中铁的含量

铁离子和硫氰化钾反应生成稳定的血红色络合物硫氰化铁,用智能手机拍摄所得图像的颜色反映在图像的RGB值上。随着该溶液浓度的增大,溶液颜色逐渐加深,反映在拍摄的图像中颜色的RGB值也在变化,并且得出该溶液颜色的R值与溶液的浓度成线性关系。结果显示,用该实验方法测得的抗贫血药物中铁的含量与用紫外分光光度法测得同一药品中铁的含量相比误差为5%;并且该实验方法在中学的化学实验课中很容易实现,避免了学生用目视比色法测量抗贫血药物中铁的含量时因标准溶液的色阶选择不合适而导致实验的失败。     

基于脱硫反应的硫脲基罗丹明B 汞离子荧光化学剂量计的合成及分子氢键的影响

基于汞离子促进硫羰基脱硫的不可逆反应, 合成了两种分别含有丙烯酰基酰肼基硫脲基团和丙烯基酰肼基硫脲基团的罗丹明B 荧光探针(RhBHA 和RhBCH), 用以高选择性、高灵敏度检测水溶液中的Hg²⁺离子. 通过荧光发射光谱和可见光下颜色变化研究了硫羰基所处的化学环境对汞离子促进的脱硫反应的影响. 研究结果表明, 引入罗丹明B荧光生色团后, 分子的“开环-闭环”转换过程与分子内氢键作用没有相互影响, 分子内氢键加速了汞离子的脱硫反应,伴随“开环-闭环”转换过程的颜色变化通过肉眼即可观察到. 此外, 还研究了分子间氢键作用对脱硫反应速率的影响.通过加入汞离子后荧光强度随时间变化的跟踪发现, 若溶剂与RhBHA 形成分子间氢键作用, 会使汞离子诱导的脱硫反应有所迟缓. 这种分子间的氢键作用, 对能促进快速脱硫反应的分子内氢键作用产生影响.     

交流示波极谱法滴定硅酸钠

硅酸钠的测定,通常采用酸碱滴定法,以混合指示剂指示终点,终点掌握较难。本文研究了茜素-S在示波器上切口出现及消失与pH值变化的关系,根据在pH=3.68时,切口消失的性质,建立了用交流示波极谱法测定硅酸钠的新方法。该方法简便、快速、准确,有色溶液及沉淀不干扰终点观察;应用于分析纯的硅酸钠测定和涂料生产的水玻璃样品的测定,均获得满意的结果。方法的测定误差为0.05％,小于允许误差0.5％的要求。     

基于颜色二阶矩和直方图联合判定的镝铁中铁含量自动分析仪研制

镝铁合金中铁含量的检测方法通常以人工滴定为主,但这种方法存在耗时长、操作繁琐、人眼判断滴定终点差异性等问题。本文研制了一种以图像处理为基础的镝铁中铁含量自动分析仪,实现了样品前处理、滴定、终点判定等过程一体化与自动化,减少了人工操作。可同时进行五个样品试验,提高了滴定效率。采用CCD工业相机摄取溶液图像,实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别,运用颜色分量二阶矩阈值和像素点数量排除溶液颜色交替变化的干扰,并基于直方图对比得到相似度进行滴定终点的判定,能够有效、准确地实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别。使用参考值为19.47%-20.25%的镝铁合金样品进行试验,与手工滴定结果比对验证,精密度测量结果相对标准差在0.21%以内,正确度测量结果误差在0.15%以内,满足国标《镝铁合金化学分析方法第4部分：铁量的测定 重铬酸钾容量法》（GB/T26416.4—2010）的精度要求。     

基于反射式光度传感器的自动光度滴定仪的研制及应用

研制了一种以颜色变化为滴定终点的自动光度滴定仪,仪器以光度传感器为核心,包括光度探头、滴定装置、AT89S52单片机、电磁阀、二极管和磁力搅拌器等部件。传感器采用开放设计,对溶液吸光度变化反应迅速。仪器用于红醋酸度的测定,所得结果与电位滴定分析法结果相符。     

电解重量法测定混合铜矿中自由氧化铜

建立了用于混合铜矿石中自由氧化铜测定的方法。试样用含亚硫酸钠(6g/L)的硫酸(10%)溶液浸取2h,选择性溶解铜氧化物,过滤并煮沸滤液,用去离子水稀释后电解。溶液中的铜离子电积至阴极铂网上。用火焰原子吸收光谱法检测残余于电解后液中的铜离子;同时用硝酸(1+1)溶解铂网上的铜,并用火焰原子吸收光谱法检测与阴极铜共电积的杂质元素含量,用铂阴极差重加上电积后液残余铜含量并减去共电积的杂质元素含量可计算出氧化铜矿中酸溶铜含量。与碘量法相比,不用肉眼观察颜色变化确定终点,人为误差小,结果稳定、准确。通过对加拿大氧化铜矿标准物质AMIS0050进行测定(n=12),方法准确度可靠。并选取15批次的氧化铜矿检测,与经典碘量法比对,结果令人满意。     

蓝色-金色可逆变化

颜色变化是过渡元素的特征，本演示实验反映了二价铜离子的蓝色和一价铜（Ｃｕ２Ｏ）的金红色之间的可逆变化。其反应迅速，现象鲜明，生动有趣。学生通过观察颜色的变化，易于掌握铜的两种氧化态的变化，及理解过渡金属离子对过氧化氢分解反应的催化作用。一、仪器和药品...     

乙酰苯胺制备实验的改进

乙酰苯胺制备实验是我校面向大二本科生开设的有机化学实验。如果采取传统的实验教学方法,即根据反应现象或反应时间来判定反应终点,可能会导致实验产率相差较大,且普遍偏低。因此使用薄层色谱监控反应进程和判断反应终点,可使反应重现性好和得到较高的产率。引入核磁共振仪进行定性和内标法定量分析以及红外光谱进行表征。通过对教材中经典实验的改进、延伸与拓展,提高了学生对实验研究的积极性,可在本科生实验中推广。     

工业氰基乙酸乙酯酸度测定方法的对比

碱滴定法测定工业氰基乙酸乙酯的方法通常有3种方法的变化,其一滴定中用指示剂目测滴定终点;其二,用电位法指示滴定终点,滴定中采用自动电位滴定仪;其三,先用水或饱和氯化钠水溶液将试样中的酸萃取入水相中,然后用碱滴定法在水溶液中测定其酸度。对此3种方法的变化作了对比试验,结果表明,在第一种变化中,在所试验的10种指示剂中只有甲基红在终点时有明显的颜色变化,但作为整个方法,测定结果的误差较大;对第二种方法变化,即采用电位滴定法,在终点到达时其滴定曲线中产生明显的突跃,而且按此方法所测得结果精密度和准确度都很好,方法操作方便而快速;对第三种方法变化,经试验用饱和氯化钠溶液作萃取剂的效果较好。经分离后的测定结果与电位滴定法的结果基本吻合,但此方法操作过程长而繁琐。     

氢气燃烧火焰颜色影响因素的研究及演示方案再设计

基于对氢气燃烧火焰颜色的不同解释,从焰色反应、火焰温度、气体流速等3方面影响因素设计方案进行实验研究,得出影响氢气火焰颜色的主要因素是气流速度、火焰温度及药品的焰色反应。巧用球形干燥管既控制气流速度、又控制火焰温度的特点,设计出可以观察到氢气燃烧火焰呈明显蓝色的演示装置。用可现取的仪器药品、可执行的实验方案、可重现的实验现象、可检验的实验结果,验证了教材中关于氢气燃烧火焰颜色的论述,突破了实际操作中氢气燃烧颜色不易观察的局限。     

对二氧化碳的化学性质演示实验的改进

人民教育出版社九年义务教育三年制初中化学教材演示实验[5-7]：向盛有紫色石蕊试液的试管里通入二氧化碳,观察石蕊试液颜色的变化,待石蕊试液颜色变化后停止通人二氧化碳,取少量溶液放在酒精灯火焰上加热,再观察石蕊颜色的变化（图1）。