專利名稱：一種液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
歷來(lái)的化學(xué)教材中都有氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中十分重要，并選用如圖1所示的裝置。但用此裝置圖，一般只能用于講解，很難做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)，其原因有三原因一，采用220伏交流電壓，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，很不安全。原因二，在燒杯中，硫酸滴入氫氧化鋇時(shí)，必須及時(shí)攪拌均勻，但無(wú)論采用何種攪拌機(jī)械，攪棒都會(huì)與兩電極發(fā)生碰撞，電極或攪棒會(huì)被卡往或損壞。原因三，硫酸與氫氧化鋇反應(yīng)的液體由導(dǎo)電→不導(dǎo)電→導(dǎo)電過(guò)程中，特別是不導(dǎo)電時(shí)，由于原裝置靈敏度不可調(diào)節(jié)，實(shí)驗(yàn)的終點(diǎn)控制困難，再加上原裝置繁雜，因此，這個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，很難做成功，一般只能作為例題講解。難做成功的實(shí)驗(yàn)，給教學(xué)的理論聯(lián)系實(shí)際原則埋下陰影。為此，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置十分必要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種進(jìn)行硫酸與氫氧化鋇反應(yīng)時(shí)的液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置，利用聲與光表現(xiàn)反應(yīng)溶液由強(qiáng)導(dǎo)電→弱導(dǎo)電→不導(dǎo)電→弱導(dǎo)電→強(qiáng)導(dǎo)電的過(guò)程。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
一種液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于整個(gè)裝置由線路板、小型有機(jī)盒、錐形瓶與可卡在錐形瓶口的“U”形板組成，線路板位于小型有機(jī)盒內(nèi)，小型有機(jī)盒粘在“U”形板上，“U”形板可卡在錐形瓶口；線路板由三極管放大電路組成，其上設(shè)置有發(fā)光二級(jí)管、發(fā)聲器及測(cè)試用兩電級(jí)，其中發(fā)光二極管裝在小型有機(jī)盒邊，兩電極伸入到錐形瓶中。
上述的電路板可以采用集成電路。
本實(shí)用新型把電子線路板插入連接電池的小型有機(jī)盒內(nèi)，將發(fā)光二極管裝在盒邊，有利于學(xué)生觀察，小型有機(jī)盒粘在“U”形有機(jī)板上，“U”形有機(jī)板卡在錐形瓶瓶頸處，兩電極插入錐形瓶?jī)?nèi)，若在錐形瓶?jī)?nèi)加入氫氧化鋇溶液，電極間導(dǎo)電，二極管發(fā)光，發(fā)聲器響起，由滴定管向錐形瓶中滴入硫酸，溶液中氫氧化鋇濃度降低，導(dǎo)電性減弱，一個(gè)發(fā)光二極管先停止工作，繼續(xù)加入硫酸，當(dāng)達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，溶液導(dǎo)電性銳減，發(fā)光、發(fā)聲立即停止，說(shuō)明反應(yīng)已完成。若再過(guò)量加入硫酸，發(fā)光二極管又發(fā)光，聲音又重響，說(shuō)明過(guò)量的硫酸，又使溶液導(dǎo)電。本裝置成功地解決了實(shí)驗(yàn)中的三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，使得這個(gè)實(shí)驗(yàn)很容易成功，重現(xiàn)性好，引進(jìn)發(fā)光發(fā)聲效果，可激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)的興趣。
本實(shí)用新型采用三極管放大電路，用3～9V直流電壓，解決實(shí)驗(yàn)的安全性問(wèn)題。
由于三極管的放大作用，使實(shí)驗(yàn)的靈敏度與可調(diào)節(jié)度能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，即在用硫酸滴定氫氧化鋇時(shí)，溶液由強(qiáng)導(dǎo)電→弱導(dǎo)電→不導(dǎo)電→弱導(dǎo)電→強(qiáng)導(dǎo)電的過(guò)程中，通過(guò)兩電極間的等效可變電阻與三極管并聯(lián)的可變電阻調(diào)節(jié)三極管的基極電壓，從而對(duì)溶液導(dǎo)電范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，剛好使本中和反應(yīng)的突躍點(diǎn)范圍內(nèi)三極管不導(dǎo)通，使之在用硫酸滴下量調(diào)整為1滴，即在進(jìn)入突躍點(diǎn)時(shí)，滴下1滴，剛好中和，溶液中自由離子濃度極低，導(dǎo)電性極差，三極管不導(dǎo)通，發(fā)光二極管與發(fā)聲器立即停止工作，表明溶液不導(dǎo)電，再過(guò)量1滴，溶液中的氫離子與硫酸根濃度上升，溶液又導(dǎo)電，三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管與發(fā)聲器又立即工作，發(fā)亮發(fā)聲，繼續(xù)加入硫酸，溶液導(dǎo)電性增強(qiáng)，另一個(gè)二極管又發(fā)光，成功地解決了溶液導(dǎo)電靈敏度與導(dǎo)電范圍問(wèn)題。
本實(shí)用新型采用整體小型裝置，兩電極伸入錐形瓶中，運(yùn)用中和滴定的規(guī)范操作，邊滴定邊搖動(dòng)錐形瓶，即可使溶液及時(shí)均勻混和，取消了苯重的攪拌器，又容易控制好等當(dāng)點(diǎn)。在解決此實(shí)驗(yàn)的三大難題過(guò)程中，仍符合實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性原則，并使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)明、可靠，引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。


圖1、氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)面圖；圖3、本實(shí)用新型的電路圖。
1.“U”形板 2.電路線路板 D2、D3.發(fā)光二極管J.發(fā)聲器 6.小型有機(jī)盒 E.電池 8.電極距離固定夾 A、B.電極10.錐形瓶 K.開關(guān) R1、R2.可變電阻 VT1、VT2、VT3、VT4、三極管。
具體實(shí)施方式
如圖2和3所示，一種液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置，整個(gè)裝置由線路板2、小型有機(jī)盒6、錐形瓶10與可卡在錐形瓶口的“U”形板1組成，線路板2位于小型有機(jī)盒6內(nèi)，并由電池E提供電源。線路板2由三極管放大電路組成，其上設(shè)置有發(fā)光二級(jí)管D2、D3、發(fā)聲器J及測(cè)試用兩電級(jí)A、B，其中發(fā)光二極管D2、D3引裝在有機(jī)盒6邊，有利于學(xué)生觀察，兩電極A、B伸入錐形瓶10內(nèi)，兩電極A、B之間距離由固定夾8定位。小型有機(jī)盒6另一邊粘在“U”形有機(jī)板1上，“U”形板開口可卡住錐形瓶口。
本實(shí)用新型的線路圖如圖3所示A、B為兩電極，VT1、VT2、VT3、VT4分別為三極管，VT1并聯(lián)連接一可變電阻R1，VT3集電極接有發(fā)光二極管D2與發(fā)聲器J，VT4并聯(lián)連接一可變電阻R2，并在其集電極接一個(gè)發(fā)光二極管D3，其中三極管VT4導(dǎo)電電壓大于VT1導(dǎo)電電壓，三極管VT1、VT2、VT3形成一放大電路。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先調(diào)節(jié)可變電阻R1、R2來(lái)調(diào)整三極管VT1、VT4的基極電壓，從而對(duì)溶液導(dǎo)電范圍進(jìn)行調(diào)節(jié)，剛好使本中和反應(yīng)的突躍點(diǎn)范圍內(nèi)三極管VT1、VT4不導(dǎo)通，使之在用0.05mol/L硫酸滴下量調(diào)整為1滴，即在進(jìn)入突躍點(diǎn)時(shí)，滴下1滴，剛好中和，溶液中自由離子濃度極低，導(dǎo)電性極差，三極管VT1、VT4不導(dǎo)通，發(fā)光二極管D2、D3與發(fā)聲器J立即停止工作。
接著在錐形瓶10內(nèi)加入氫氧化鋇溶液，閉合開關(guān)K，由于此時(shí)溶液導(dǎo)電性好，A、B電極間的等效電阻很小，三極管VT1和VT4都處于導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)光二極管D2、D3發(fā)光，發(fā)聲器J響起。一邊搖動(dòng)錐形瓶10，一邊加入硫酸，由于反應(yīng)，氫氧化鋇濃度降低，溶液導(dǎo)電性變?nèi)?，即電極A、B間的等效電阻遂漸增大，導(dǎo)致三極管VT1和VT4基極電壓逐漸降低，因三極管VT4導(dǎo)通電壓大于VT1，首先VT4先斷開，發(fā)光二極管D3先熄滅，繼續(xù)加入硫酸，達(dá)到等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，溶液不導(dǎo)電，此時(shí)電極A、B間的等效電阻為無(wú)窮大，三極管VT1，因基極電壓過(guò)低而斷開，發(fā)光二極管D2與發(fā)聲器J中止工作。繼續(xù)加入硫酸，因過(guò)量的硫酸使溶液導(dǎo)電性又逐漸增大，電極A、B間的等效電阻逐漸減小，三極管VT1、VT4的基極電壓逐漸升高，VT1首先導(dǎo)通，使VT2、VT3同時(shí)導(dǎo)通，二極管D2又發(fā)光，發(fā)聲器J重又響起，繼續(xù)加入硫酸，VT4基極電電壓繼續(xù)升高，直到VT4導(dǎo)通，另一個(gè)發(fā)光二極管D3(即圖2中發(fā)光二極管4)發(fā)光，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
本實(shí)用新型也可用于判斷所用的水是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的要求，由于水質(zhì)與水中的離子濃度有著密切的關(guān)系，水的純度越高，導(dǎo)電性越差；水中雜質(zhì)增多，離子濃度增大，導(dǎo)電性增大，從而可由導(dǎo)電性來(lái)判斷水的純度。因此，用本實(shí)用新型可判別是不是純水，方法很簡(jiǎn)單只要將A、B電極插入水中，開啟開關(guān)K，會(huì)使電路發(fā)光發(fā)聲的為普通水或溶液；電路仍不工作的水為純水，可用于實(shí)驗(yàn)與化驗(yàn)。
本實(shí)用新型中的電路板2也可以集成電路，從而可以使整個(gè)裝置得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，效果好，成本低，有利于在實(shí)驗(yàn)室推廣。
權(quán)利要求1.一種液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于整個(gè)裝置由線路板、小型有機(jī)盒、錐形瓶與可卡在錐形瓶口的“U”形板組成，線路板位于小型有機(jī)盒內(nèi)，小型有機(jī)盒粘在“U”形板上，“U”形板可卡在錐形瓶口；線路板由三極管放大電路組成，其上設(shè)置有發(fā)光二級(jí)管、發(fā)聲器及測(cè)試用兩電級(jí)，其中發(fā)光二極管裝在小型有機(jī)盒邊，兩電極伸入到錐形瓶中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的電路板可以采用集成電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液體導(dǎo)電性的實(shí)驗(yàn)裝置，用三極管放大電路組成的線路板，線路板的兩電極可伸入液體中，當(dāng)液體導(dǎo)電時(shí)，三極管基極電壓上升，三極管導(dǎo)通，發(fā)聲器響起，發(fā)光二極管發(fā)光；線路板可放入小型有機(jī)盒內(nèi)，線路板兩個(gè)發(fā)光二極管裝在盒邊，有利于觀察；小型有機(jī)盒粘在“U”形板上，“U”形板可卡在錐形瓶口。本實(shí)用新型可進(jìn)行氫氧化鋇與硫酸的中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可用于檢驗(yàn)水質(zhì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，效果好，成本低的特點(diǎn)，有利于在實(shí)驗(yàn)室推廣。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2870041SQ20052010281
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者董慶湘 申請(qǐng)人:董慶湘