利用傳感器分析空氣中氧氣含量測定的誤差

章永軍

（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實驗中學(xué) 江蘇 蘇州 215021）

利用傳感器分析空氣中氧氣含量測定的誤差

章永軍

（蘇州工業(yè)園區(qū)星海實驗中學(xué) 江蘇 蘇州 215021）

燃燒法測定空氣中氧氣體積含量時，經(jīng)常會有誤差，有的誤差是可以控制，但是有的誤差是很難控制的。紅磷在燃燒時，當(dāng)氧氣含量低到一定程度時，燃燒的紅磷就會熄滅。利用氧氣傳感器可以測定，容器中是否有氧氣剩余，還有多少。另外燃燒的紅磷在容器中所處的位置不同，消耗氧氣的體積也不一定相同，那么把紅磷放在哪個位置燃燒時，更有利于消耗氧氣呢？本文主要在這幾方面進行了實驗探討。

氧氣傳感器；燃燒法；氧氣體積含量

1.問題來源

空氣中氧氣體積含量的測定,在《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書》九年級上冊（修訂本）2008年6月第四版中用紅磷燃燒法來進行測定。我們在進行實驗時往往會產(chǎn)生一些誤差，這些誤差有很多是人為操作不當(dāng)引起，如：取藥品時紅磷不足，裝置的氣密性不好，止水夾在燃燒時沒有夾緊，在外點燃紅磷時，伸入瓶中的速度太慢，瓶內(nèi)1/5體積劃分的不夠精確等等，這些操作都可以人為控制。但是也有一些因素通過人的努力也很難控制的。那么什么樣的因素是我們在實驗時無法控制的呢?我利用了圖1裝置進行實驗。

2.實驗步驟

首先對裝置進行改進，如圖1所示，這樣改進的目的使裝置的氣密性良好，操作也比較簡單，只要點燃紅磷以后蓋上燒杯，就可以利用氧氣傳感器測定氧氣的含量的變化了。

圖1

在測定的過程中，裝置內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)逐漸減少，可以直觀的看出紅磷燃燒消耗的氧氣，但是當(dāng)紅磷燃燒熄滅時，待白煙消失后氧氣的含量為6.2%，可見燃燒并不能完全消耗氧氣，當(dāng)氧氣含量很低的時候，紅磷已不能燃燒?？梢娂t磷燃燒法測定氧氣的體積含量時，另外一個誤差來自實驗本身即紅磷在燃燒時，即使過量也不能完全耗盡裝置內(nèi)的氧氣。

3.新的問題

在實驗時，我又想到另外一個問題，紅磷在燃燒時，把紅磷放在哪個位置更有利于它和氧氣的充分接觸呢？為此我又進行了如下實驗，

圖2所示：將裝滿紅磷的燃燒匙點燃紅磷后，分別靠近A、B、C、D、E五個位置， 進行5次實驗（每次實驗做三遍），根據(jù)傳感器的實驗數(shù)據(jù)得到A處的數(shù)據(jù)如下：

圖2

4.實驗結(jié)論

根據(jù)相同的方法，在B、C、D、E處分別測定，所得數(shù)據(jù)如下表：

（注：在A、D處燃燒時，要注意燃燒匙當(dāng)心不要和燒杯壁接觸，在E處燃燒時，燃燒匙要當(dāng)心不要接觸水面）

紅磷在燒杯中的位置 A B C D E剩余氧氣的含量 (體積分?jǐn)?shù))7.5 7.6 6.2 5.0 4.5 4.2 3.4 4.0 3.5 7.0 7.6 8.0 4.0 3.8 4.0平均值（去除誤差大的數(shù)值）7.5 5 4.3 5 3.4 5 7.6 4.0

可見通過以上的數(shù)據(jù)，C、E處更有利于紅磷和氧氣的充分接觸，所以在實驗室，將燃燒匙放置在燒杯的中心位置或中間略偏下的位置，實驗更加精確，但是無論怎樣都很難完全消耗裝置中的氧氣。

［1］教育部.基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）［M］.北京：人民教育出版社，2001

［2］高劍南，王祖浩.化學(xué)教育展望［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2001

［3］符益婷，金惠文.利用傳感器探究物質(zhì)的溶解性［J］.化學(xué)教與學(xué)，2011，（4）

1008-0546（2011）07-0091-01

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008－0546.2011.07.043