这些年来，高中化学教学变革越来越深入，化学研究开始运用计算机及传感器技术相结合的方式来进行。传统实验过程中的一些棘手问题可以通过传感器来解决，同时也不会产生什么污染，实验所使用的试剂较少，对实验者的身体及环境来说，都是一种保护。此外传感器相对于传统的仪器来说，更有着技术新、性能完善、种类多、发展迅速及功能强大的特征。 一、化学教学传感器概念 传感器一般是由转换器件及敏感器件构成，可以将对被测量对象的感受根据相应的规律变成可以使用的信号。被测物质和敏感材料接触后会产生表面化学势、电势电极等的改变，这些都可以被化学传感器获取，或者是表面发生的生物或者化学反应，传感器可以间接或者直接地将其变成电信号，是采集实验数据并且将其数据化处理的有力手段。 二、传感技术对教学的促进作用 通常来讲，不同的人群对一些观测的结果有着不同的看法，比如：对于溶液颜色的深浅，一般来说颜色会根据浓度不同有所区别，浓度大的溶液颜色相对较深。如果通过肉眼观察判断，就会存在很大的差别，只能是作为大致的参考。科技在不断发展，目前人们已经可以利用设备如紫外光可见分光光度计对透光率进行测量，这样对色度的分析就成了定量的分析可是多数中学因为资金问题没有配置该设备。许多中学教材中包含的实验可以用色度计传感器提供相关数据的支撑，让实验由之前定性升级为定量实验，让学生有一个定量的意识。学生的视野也会得到很大的拓展，更能深刻感受到科技的发展对科学仪器的推动作用。 三、传感器在化学教学中的应用 1.快速呈现实验结果。传感器的使用能够将结果快速地输出，教学就会变得连贯。比如酸碱中和滴定终点需要用酸碱指示剂来判断，因为溶液的PH值在滴定终点会产生突变，可以用中和滴定实验来发现。以往的教学当中，溶液的PH值需要学生在教师的引导下，通过使用很多不同的标准液，经过大量的计算才能获取，PH值的突变曲线需要起码30分钟才能绘制出来，尽管整个计算过程学生会有比较深刻的印象，但是往往忽视了对PH值产生突变的原因的探求。目前，这样的实验经由传感器能够很快得出结论，并且PH突变的曲线也可以由计算机完成，整个过程大约4分钟就能够轻松完成。整个结论教师可以在很短时间就能呈现出来，学生正好对突变的原因处于好奇的阶段，在思考为什么突变和滴定的终点为何用甲基橙、酚酞作为指示剂。这种方式相对于以往经过复杂计算进行曲线绘制，找出规律，显得更加精确方便，由此可见，技术的进步能够让课堂变得更加高效、更加直观。 2.直观化实验现象。很多实验的现象及参数因为过于微弱没办法被学生看到，课堂上因为时间关系，还有一些过程因为时间太短或者太长没办法呈现。这些不足都可以由传感器来弥补，比如KSCN及FeCl3溶液比例发生变化时，颜色会产生很小的改变，通过肉眼难以察觉，但是通过传感器技术就能够很好地解决，能够将整个反应过程像电影画面一样慢放或者快放，不会因为整个过程太慢或者太快而无法呈现。还有像在水中加入冰醋酸会导致电导率变化，使用传统的仪器设备对电流计灵敏度有着特别高的要求，会因为电流计灵敏度不够、指针过快摆动或者幅度太小，使得整个过程稍纵即逝，不能够被学生观察到，那么整个导电能力开始是变大再逐渐减小的过程就会被忽视。而通过现代传感器就能够将整个电流变化的过程 记录下来，还能对采集速率进行合理的设置，经由计算机对数据的合理分析把变化图形绘制出来。通过图形来展示整个快速完成的实验过程，学生就能够很直观地了解到电导率在整个稀释过程中的变化，还能看到PH值的变化。就能够加深对冰醋酸融于水之后平衡建立的理解，同时作为弱电解质醋酸在电离平衡建立之后，水的不断加入让平衡发生转移的水的不断加入让平衡发生转移的过程，就能够推断出电离可以通过稀释来促进的结果。 3.色度计传感器应用实例。传感器中有一种叫做色度计，溶液的透光情况可以由它来检出。滤波片可以把光源发射的光变成单色光，比色皿中装有样品溶液，单色光射入以后，溶液会吸收部分光，而光电二极管能够检测出透射光，这样就能够将溶液的透光度计算得出。 （1）盐酸的浓度对Na2S2O3分解速率的影响。因为在化学反应Na2S2O3+2HCl=2NaCl+SO2↑+S↓+H2O中，会有流沉淀产生，此沉淀通常会黄色，让整个溶液变得浑浊，溶液的透光性越来越低，所以整个反应发生的程度就能够通过溶液的透光度来体现，透光度可以由色度计来记录，得到透光度经由时间变化的曲线，斜率越大说明反应速率越快。 （2）测定铁离子与硫氰根离子的可逆反应的平衡常数。待测溶液中有色物质Fe（SCN）2+的浓度，可以通过溶液的吸光度来进行测定。并且各物质平衡的浓度，可以按照SCN及Fe3+的初始浓度算出，反应的平衡常数可通过代入平衡表达式来计算得出。按照同样道理，还能进行硫氰根离子和铁离子的可逆反应的化学平衡受到浓度影响的实验。 （3）温度对FeCl3水解平衡的影响。温度改变对水解平衡的影响也可以借助透光度来进行测定，溶液颜色随着Fe（OH）3浓度变大而加深，吸收光的程度也随着水解程度变大而变大，Fe（OH）3呈现棕黄色，所以透光度就会变小。用色度计对装入热的FeCl3溶液比色皿的透光度进行测量，会发现平衡会随着温度下降而发生改变，随之改变的还有透光度，所以就能够对温度如何影响水解平衡移动进行观察研究。 （4）温度对NO2聚合反应的影响。将NO2充入全封闭的广口比色皿中，并且在热水中浸泡数分钟。随着不断降低的温度，再来观察透光度，经过一段时间的观察记录，进一步分析平衡随着时间的推移会向哪个方向进行移动。 总之，一些化学实验中的隐形的过程可以借助于传感器的技术表达出来，可以进一步加深学生对原理的理解，有助于学生的观察。 这些年来，高中化学教学变革越来越深入，化学研究开始运用计算机及传感器技术相结合的方式来进行。传统实验过程中的一些棘手问题可以通过传感器来解决，同时也不会产生什么污染，实验所使用的试剂较少，对实验者的身体及环境来说，都是一种保护。此外传感器相对于传统的仪器来说，更有着技术新、性能完善、种类多、发展迅速及功能强大的特征。一、化学教学传感器概念传感器一般是由转换器件及敏感器件构成，可以将对被测量对象的感受根据相应的规律变成可以使用的信号。被测物质和敏感材料接触后会产生表面化学势、电势电极等的改变，这些都可以被化学传感器获取，或者是表面发生的生物或者化学反应，传感器可以间接或者直接地将其变成电信号，是采集实验数据并且将其数据化处理的有力手段。二、传感技术对教学的促进作用通常来讲，不同的人群对一些观测的结果有着不同的看法，比如：对于溶液颜色的深浅，一般来说颜色会根据浓度不同有所区别，浓度大的溶液颜色相对较深。如果通过肉眼观察判断，就会存在很大的差别，只能是作为大致的参考。科技在不断发展，目前人们已经可以利用设备如紫外光可见分光光度计对透光率进行测量，这样对色度的分析就成了定量的分析可是多数中学因为资金问题没有配置该设备。许多中学教材中包含的实验可以用色度计传感器提供相关数据的支撑，让实验由之前定性升级为定量实验，让学生有一个定量的意识。学生的视野也会得到很大的拓展，更能深刻感受到科技的发展对科学仪器的推动作用。三、传感器在化学教学中的应用1.快速呈现实验结果。传感器的使用能够将结果快速地输出，教学就会变得连贯。比如酸碱中和滴定终点需要用酸碱指示剂来判断，因为溶液的PH值在滴定终点会产生突变，可以用中和滴定实验来发现。以往的教学当中，溶液的PH值需要学生在教师的引导下，通过使用很多不同的标准液，经过大量的计算才能获取，PH值的突变曲线需要起码30分钟才能绘制出来，尽管整个计算过程学生会有比较深刻的印象，但是往往忽视了对PH值产生突变的原因的探求。目前，这样的实验经由传感器能够很快得出结论，并且PH突变的曲线也可以由计算机完成，整个过程大约4分钟就能够轻松完成。整个结论教师可以在很短时间就能呈现出来，学生正好对突变的原因处于好奇的阶段，在思考为什么突变和滴定的终点为何用甲基橙、酚酞作为指示剂。这种方式相对于以往经过复杂计算进行曲线绘制，找出规律，显得更加精确方便，由此可见，技术的进步能够让课堂变得更加高效、更加直观。2.直观化实验现象。很多实验的现象及参数因为过于微弱没办法被学生看到，课堂上因为时间关系，还有一些过程因为时间太短或者太长没办法呈现。这些不足都可以由传感器来弥补，比如KSCN及FeCl3溶液比例发生变化时，颜色会产生很小的改变，通过肉眼难以察觉，但是通过传感器技术就能够很好地解决，能够将整个反应过程像电影画面一样慢放或者快放，不会因为整个过程太慢或者太快而无法呈现。还有像在水中加入冰醋酸会导致电导率变化，使用传统的仪器设备对电流计灵敏度有着特别高的要求，会因为电流计灵敏度不够、指针过快摆动或者幅度太小，使得整个过程稍纵即逝，不能够被学生观察到，那么整个导电能力开始是变大再逐渐减小的过程就会被忽视。而通过现代传感器就能够将整个电流变化的过程记录下来，还能对采集速率进行合理的设置，经由计算机对数据的合理分析把变化图形绘制出来。通过图形来展示整个快速完成的实验过程，学生就能够很直观地了解到电导率在整个稀释过程中的变化，还能看到PH值的变化。就能够加深对冰醋酸融于水之后平衡建立的理解，同时作为弱电解质醋酸在电离平衡建立之后，水的不断加入让平衡发生转移的水的不断加入让平衡发生转移的过程，就能够推断出电离可以通过稀释来促进的结果。3.色度计传感器应用实例。传感器中有一种叫做色度计，溶液的透光情况可以由它来检出。滤波片可以把光源发射的光变成单色光，比色皿中装有样品溶液，单色光射入以后，溶液会吸收部分光，而光电二极管能够检测出透射光，这样就能够将溶液的透光度计算得出。（1）盐酸的浓度对Na2S2O3分解速率的影响。因为在化学反应Na2S2O3+2HCl=2NaCl+SO2↑+S↓+H2O中，会有流沉淀产生，此沉淀通常会黄色，让整个溶液变得浑浊，溶液的透光性越来越低，所以整个反应发生的程度就能够通过溶液的透光度来体现，透光度可以由色度计来记录，得到透光度经由时间变化的曲线，斜率越大说明反应速率越快。（2）测定铁离子与硫氰根离子的可逆反应的平衡常数。待测溶液中有色物质Fe（SCN）2+的浓度，可以通过溶液的吸光度来进行测定。并且各物质平衡的浓度，可以按照SCN及Fe3+的初始浓度算出，反应的平衡常数可通过代入平衡表达式来计算得出。按照同样道理，还能进行硫氰根离子和铁离子的可逆反应的化学平衡受到浓度影响的实验。（3）温度对FeCl3水解平衡的影响。温度改变对水解平衡的影响也可以借助透光度来进行测定，溶液颜色随着Fe（OH）3浓度变大而加深，吸收光的程度也随着水解程度变大而变大，Fe（OH）3呈现棕黄色，所以透光度就会变小。用色度计对装入热的FeCl3溶液比色皿的透光度进行测量，会发现平衡会随着温度下降而发生改变，随之改变的还有透光度，所以就能够对温度如何影响水解平衡移动进行观察研究。（4）温度对NO2聚合反应的影响。将NO2充入全封闭的广口比色皿中，并且在热水中浸泡数分钟。随着不断降低的温度，再来观察透光度，经过一段时间的观察记录，进一步分析平衡随着时间的推移会向哪个方向进行移动。总之，一些化学实验中的隐形的过程可以借助于传感器的技术表达出来，可以进一步加深学生对原理的理解，有助于学生的观察。

文章来源：化学研究 网址: http://hxyj.400nongye.com/lunwen/itemid-12104.shtml

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