CN215911088U - 一种用于演示电离平衡实验的教具 - Google Patents
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Abstract
一种用于演示电离平衡实验的教具，该实验装置包括底座、设于所述底座上的电解质溶液容器、温度控制装置、电极、阻抗测试传感器、传感器支架、电源及导线，通过阻抗测试传感器测试计算电解质溶液的阻抗，不同电解质的电解能力不同，可以计算出不同电解质的平衡常数，也可以通过电流或者电压的大小直观地定性分析不同电解质的平衡常数的不同，该方法有利于教师在教学过程中通过电流、电压或者电阻大小直接观察，便于学生及时发现实验现象进行理解，进一步提高教学效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种教具，尤其是指一种用于电离平衡实验演示的教具。
背景技术
在化学学习的过程中，电离平衡是较难理解的一种化学概念，通常希望通过电离平衡实验加强对概念的理解。具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱)（水也是弱电解质）溶于水时，其分子可以微弱电离出离子；同时，溶液中的相应离子也可以结合成分子。一般地，自上述反应开始起，弱电解质分子电离出离子的速率不断降低，而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高，当两者的反应速率相等时，溶液便达到了电离平衡。此时，溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于相对稳定状态，达到动态平衡。
如何设计实验来证明一些电离平衡是真实存在的，而且不同的化合物具备不同的平衡常数，需要进行实验来进行验证。
目前教材中间采用的一些实验手段较为原始，无法体现电离平衡的数字化，具体地说相同摩尔浓度的盐酸、氯化钠、氨水、氢氧化钠、纯净水、醋酸等化合物的电离平衡测试的方法较为简单，在一个电灯电路中串联接入以上电解质，后观察灯泡的亮度进行判断电离平衡。该方法较为简单粗放，无法体现不同电解质的电离情况，无法充分体现电离行为。
但是，电解质电离行为测试条件较为苛刻，如何有效演示该系列反应具有很大的难度，特别是设计较为简单安全具有很好演示性的实验更为困难。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于演示电解质电离平衡实验的教具，其主要目的在于克服电解质平衡常数难以测定与演示实验的困难，提供一种能够简单、有效地反映电解质电解平衡的实验演示教具。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于演示电离平衡实验的教具，该教具包括若干个内置有容置空腔的容器、放置在所述容置空腔内的电解质溶液、用于检测所述电解质溶液的阻抗测试传感器及一用于对所述阻抗测试传感器供电的电源，所述阻抗测试传感器的检测端伸入到电解质溶液的液面以下。
通过电压电流传感器测试计算电解质溶液的阻抗，不同电解质的电解能力不同，可以计算出不同电解质的平衡常数，也可以通过电流或者电压的大小直观地定性分析不同电解质的平衡常数的不同，该方法有利于教师在教学过程中通过电流、电压或者电阻大小直接观察，便于学生及时发现实验现象进行理解，进一步提高教学效果。
进一步的，还包括用于插设到电解质溶液内的电极及用于连接所述电极和所述阻抗测试传感器的导线，所述导线一端与所述阻抗测试传感器的检测端相电连接，所述导线的另一端与所述电极的一端相连接，所述电极的另一端可活动的插入到电解质溶液的液面以下。
进一步的，还包括一用于放置所述阻抗测试传感器可移动的传感器支架。
通过移动传感器支架可以使得电极浸入电解质溶液的深度，进而提高测试精度。
进一步的，还包括一用于控制容器内电解质溶液温度的温度控制装置。
进一步的，所述温度控制装置为恒温杯垫，所述容器放置在恒温杯垫上。
进一步的，所述阻抗测试传感器包括直流电流表和电压表。
进一步的，所述电极其材料为石墨或铂或金或铑或铂铑合金，所述电极的外形形状可以为薄膜或片状或圆形。
进一步的，所述容器为玻璃材料或高分子材料或不锈钢材料制成。
进一步的，所述电解质溶液为醋酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液或硝酸溶液或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氯化钠溶液或氯化钾溶液或氨水或氢氧化钙溶液或去离子水或蒸馏水。
和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:
本实用新型结构简单、实用性强，通过测试不同电解质溶液的阻抗进行电解质电离平衡的测定，通过设置不同电解质溶液温度可以调节电离平衡，通过直观的电流电压的大小也可以直观地定性观测平衡常数的大小，有利于教师在教学过程中通过电流电压大小讲解电离平衡的概念，便于学生实时观测实验现象并对概念进行理解，进一步提高教学效果。
附图说明
图1为多电路电解质解离平衡装置示意图。
图2为单电路电解质解离平衡装置示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。
实施例一，参照图1，一种用于演示电离平衡实验的教具，该教具包括若干个内置有容置空腔的容器8、放置在容置空腔内的电解质溶液9、用于检测电解质溶液9的阻抗测试传感器4、一用于对阻抗测试传感器4供电的电源6、用于插设到电解质溶液9内的电极3、用于连接电极3和阻抗测试传感器4的导线7、一用于放置阻抗测试传感器4可移动的传感器支架5及一用于控制容器8内电解质溶液9温度的温度控制装置，阻抗测试传感器4的检测端伸入到电解质溶液9的液面以下，电源6可以为移动电源6或蓄电池或燃料电池。
导线7一端与阻抗测试传感器4的检测端相电连接，导线7的另一端与电极3的一端相连接，电极3的另一端可活动的插入到电解质溶液9的液面以下，导线7可以为铜导线，设置传感器支架5可以将导线7挂设在该传感器支架5上调节导线7的长度从而实现调节电极3插入到电解质溶液9内的深度，该传感器支架5可以是倾斜设置的理线架。
温度控制装置为恒温杯垫，容器8放置在恒温杯垫上，使用恒温杯垫对容器8内的电解质溶液9进行保温或加热。
阻抗测试传感器4包括直流电流表和电压表。
电极3其材料为石墨或铂或金或铑或铂铑合金或其他可导电材料，电极3的外形形状可以为薄膜或片状或圆形。
容器8为玻璃材料或高分子材料或不锈钢材料制成，容器8可以为化学实验中常用的带有指示刻度的烧杯。
电解质溶液9为醋酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液或硝酸溶液或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氯化钠溶液或氯化钾溶液或氨水或氢氧化钙溶液或去离子水或蒸馏水或其它可电离的液态化合物。
实施例二，本实施例二与实施例一的不同之处在于：参照图1，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗，在本实施例中每个电解质溶液9内构成一个完整的测试电路。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为伏安法，即采用电流表电压表进行测试，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例三，本实施例三与实施例一的不同之处在于：参照图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中只有一个容器8内的电解质溶液9构成一完整的测试电路，将每个电极3分别与测试电路进行连接，进行测试每个溶液的阻抗。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为伏安法，即采用电流表电压表进行测试，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例四，本实施例四与实施例一的不同之处在于：参照图1，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中每个电解质溶液9内构成一个完整的测试电路。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为惠斯通电桥法测试电路，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例五，本实施例五与实施例一的不同之处在于：参照图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中只有一个容器8内的电解质溶液9构成一完整的测试电路，将每个电极3分别与测试电路进行连接，进行测试每个溶液的阻抗。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为惠斯通电桥法测试电路，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例六，本实施例六与实施例一的不同之处在于：参照图1，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中每个电解质溶液9内构成一个完整的测试电路。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为自动阻抗电桥法测试电路，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例七，本实施例七与实施例一的不同之处在于：参照图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中只有一个容器8内的电解质溶液9构成一完整的测试电路，将每个电极3分别与测试电路进行连接，进行测试每个溶液的阻抗。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为自动阻抗电桥法测试电路，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例八，本实施例八与实施例一的不同之处在于：参照图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，如图1所示，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中每个电解质溶液9内构成一个完整的测试电路。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为差动电桥法测试电路，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例九，本实施例九与实施例一的不同之处在于：参照图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中只有一个容器8内的电解质溶液9构成一完整的测试电路，将每个电极3分别与测试电路进行连接，进行测试每个溶液的阻抗。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为差动电桥法测试电路，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例十，本实施例十与实施例一的不同之处在于：参照图1，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中每个电解质溶液9内构成一个完整的测试电路。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为利用矢量阻抗表进行测试，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例十，本实施例十与实施例一的不同之处在于：参考图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中每个电解质溶液9内构成一个完整的测试电路。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为利用矢量阻抗表进行测试，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
实施例十一，本实施例十一与实施例一的不同之处在于：参照图2，一种用于演示电离平衡实验的教具，包括有底座1、装盛有电解质溶液9的容器8、温度控制装置2、电极3、阻抗测试传感器4、传感器支架5、电源6、导线7等构成。实验装置中电解质溶液9内置电极3，将阻抗测试电路与电极3接好后可以进行测试电解质溶液9的阻抗。在本实施例中只有一个容器8内的电解质溶液9构成一完整的测试电路，将每个电极3分别与测试电路进行连接，进行测试每个溶液的阻抗。测试好阻抗后利用电解质解离公式分别进行计算溶液的解离平衡常数，进而得出不同的电解质拥有不同的解离常数。阻抗测试电路为利用矢量阻抗表进行测试，其它结构与实施例一相似，在此就不再赘述。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (9)
1.一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：该教具包括若干个内置有容置空腔的容器、放置在所述容置空腔内的电解质溶液、用于检测所述电解质溶液的阻抗测试传感器及一用于对所述阻抗测试传感器供电的电源，所述阻抗测试传感器的检测端伸入到电解质溶液的液面以下。
2.如权利要求1所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：还包括用于插设到电解质溶液内的电极及用于连接所述电极和所述阻抗测试传感器的导线，所述导线一端与所述阻抗测试传感器的检测端相电连接，所述导线的另一端与所述电极的一端相连接，所述电极的另一端可活动的插入到电解质溶液的液面以下。
3.如权利要求2所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：还包括一用于放置所述阻抗测试传感器可移动的传感器支架。
4.如权利要求1所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：还包括一用于控制容器内电解质溶液温度的温度控制装置。
5.如权利要求4所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：所述温度控制装置为恒温杯垫，所述容器放置在恒温杯垫上。
6.如权利要求1所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：所述阻抗测试传感器包括直流电流表和电压表。
7.如权利要求1所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：所述电极其材料为石墨或铂或金或铑或铂铑合金，所述电极的外形形状可以为薄膜或片状或圆形。
8.如权利要求1所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：所述容器为玻璃材料或高分子材料或不锈钢材料制成。
9.如权利要求1所述一种用于演示电离平衡实验的教具，其特征在于：所述电解质溶液为醋酸溶液或盐酸溶液或硫酸溶液或硝酸溶液或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或氯化钠溶液或氯化钾溶液或氨水或氢氧化钙溶液或去离子水或蒸馏水。
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- 2021-03-05 CN CN202120480728.4U patent/CN215911088U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220225 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |