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实验五 空气中甲醛气体含量的简易测定.doc

发布:2017-11-16约4.77千字共7页下载文档
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实验五 研究性学习实验的准备与实验教学研究 ——空气中甲醛气体含量的简易测定 一、实验研究方案的初步设计 1.问题与讨论 (1) 甲醛分子结构中含有什么基团?此基团决定了甲醛具有什么重要的化学性质? 答:甲醛分子结构中含有醛基,决定了甲醛具有还原性。 (2) 酸性高锰酸钾溶液具有什么重要的化学性质?高锰酸钾溶液显何颜色,其显色的灵敏度如何? 答:酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,它的氧化作用和溶液的酸度有关。在强酸性溶液中获得5个电子还原为Mn2+。MnO4-+8H++5e-===Mn2+4H2O 高锰酸钾溶液显深紫色,用它滴定无色或者浅色试液时一般不需要另加指示剂,因为MnO4-本身的颜色(粉红色)来指示终点。 (3) 气态物质跟溶液中的物质发生化学反应的一般装置是怎样的?要使气态物质跟溶液中的物质发生完全反应,其实验装置和操作各应注意什么? 答:一般装置是将气体导入装有反应物的装置中,要发生完全反应,其实验装置和操作应注意装置的气密性要良好,导管要尽量伸入到溶液底部使气体与溶液充分接触,把握好进气速度。 (4) 如果通过用酸性高锰酸钾溶液来氧化甲醛测定室内甲醛的含量,这对高锰酸钾溶液的浓度有何要求? 答:高锰酸钾在溶液中最小显色浓度是2×10-6mol/L,因此选取高锰酸钾的浓度应大于10-6mol/L。 (5) 高锰酸钾溶液的稳定性如何?如何配制和存放高锰酸钾标准溶液? 答:1)高锰酸钾溶液的稳定性不稳定。遇光发生分解,生成灰黑色二氧化锰沉淀并附着于器皿上。 2)配制高锰酸钾标准溶液 为了配置较稳定的高锰酸钾溶液,可称取稍多于理论量的高锰酸钾溶于蒸馏水中,加热煮沸,冷却后贮于棕色瓶,于暗处放置数天,使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化,然后过滤去析出的MnO2沉淀。(原因是纯的KMnO4溶液是相当稳定的,一般的KMnO4试剂中常含有少量MnO2和杂质,而且蒸馏水中常含微量还原性物质,它们都促进KMnO4溶液的分解,见光时分解的更快,所以KMnO4不能直接配制标准溶液,而只能用间接配制法进行配制。)正确配制的KMnO4溶液,必须呈中性,不含MnO2。 存放高锰酸钾标准溶液: 保存在玻塞棕色瓶中,放置暗处,久放后的KMnO4溶液使用时应重新标定其浓度。 2.实验研究方案的设计 居室的豪华装璜往往带来甲醛对室内空气的污染。被装璜的天花板、墙壁贴面使用的塑料、地毯、隔热材料、塑料家具、油漆涂料以及衣服织物等一般都会有甲醛。一般甲醛污染的程度随装璜的豪华程度而加大。甲醛是一种无色易溶于水的有刺激性气味的气体。甲醛对人体有害,主要是因为甲醛可经呼吸道、消化道及皮肤吸收,引起组织蛋白的凝固坏死,从而具有杀伤力。长期接触低剂量的甲醛还可引起呼吸道疾病,引起新生儿体质降低,染色体异常,甚至引起鼻咽癌。室内空气中甲醛气体最高允许浓度为20mg∕m3 。 【测定原理】5mol KMnO4 即可显示出紫红色,与甲醛气体反应则溶液由紫红色变为无色,化学反应方程式如下: 4MnO4―+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O 操作方法: 1)用1mL的注射器向锥形瓶中注入2mL的1×10-4mol/L的高锰酸钾溶液,加3滴6mol/LH2SO4溶液,盖好盖子,将装置置于待测地点,缓缓抽气,每次抽气50ml,直至紫红色褪尽为止。 2)用2.5mL注射器准确移取2mL 1×10-4mol/L的KMnO4溶液,注入六孔井穴板的一个孔穴内,加入3滴6mol/LH2SO4溶液,盖好盖子,按图连接好装置。将此装置置于待测的居室内,缓慢抽气(应慢慢抽拉活塞,否则反应不完全,测定结果会偏低),每次抽气50mL,直到紫红色褪尽为止。记录抽气次数。 (4) 从化学反应方程式中高锰酸钾的质量可推知甲醛的质量,从甲醛的质量与相应的通入空气的体积联系起来,设计相应的实验装置和计算方案。 计算室内甲醛气体浓度,设抽气次数为n,依据化学方程可计算出室内空气中甲醛含量为150/n(mg/m3) (5) 以室内空气中甲醛气体的最高允许浓度20mg/m3 为标准,设计出相应的超标和不超标的方案。 室内空气中甲醛气体最高允许浓度为20mg/m3,若150/n≦20,即抽气次数≧8,则符合标准。否则超标,会严重影响人体呼吸系统,应及时查明原因,采取通风换气等措施。 (6) 从高锰酸钾溶液的不稳性出发,设计相应的标准溶液配制与存放方法。 为了配置较稳定的高锰酸钾溶液,可称取稍多于理论量的高锰酸钾溶于蒸馏水中,加热煮沸,冷却后贮于棕色瓶,于暗处放置数天,使溶液中可能存在的还原性物质完全氧化,然后过滤去析出的MnO2沉淀。(原因是纯的KMnO4溶液是相当稳定的,一般的KMnO4试剂中常含有少量MnO2和杂质,而且蒸馏水中常含微量还原性物质,它们都促进KMnO4溶液的分解,见
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