浓硫酸的吸水性探究

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一、实验目的

1.掌握相对湿度传感器的实时检测功能，并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线，检测反应空气中相对湿度的变化。

2.认识浓硫酸的吸水性

二、实验背景

     浓硫酸具有吸水性是浓硫酸的三大特性之一。可是，谁也没见过浓硫酸在“吸水”。现在基于数字化实验的数字化实验，可以通过传感器检测到很多通过传统实验无法看到的现象。利用相对湿度传感器检测在浓硫酸的环境下空气湿度的变化，希望可以找到浓硫酸吸水的有力证据。

三、实验原理

相对湿度，指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。相对湿度越低，水蒸气含量越低。测定浓硫酸环境下空气相对湿度的变化，观察数据变化曲线。

  四、实验仪器、药品、装置图

（1）实验仪器：采集器、软件系统、相对湿度传感器，100mL小烧杯。

（2）实验药品：98%浓硫酸，95%浓硫酸，90%浓硫酸，85%浓硫酸。

（3）实验装置图

              

五、实验步骤

1.连接计算机，数据采集器，相对湿度传感器。

2. 将相对湿度传感器放入空烧杯中，打开电脑软件，待数据稳定后记录空烧杯中空气的相对湿度

3.向烧杯中注入20mL 浓硫酸，形成数据曲线

4.数据稳定后停止采集。

5．将98%浓硫酸分别换成浓度为95%，90%和85%的浓硫酸。重复以上实验。

六、交流讨论

1.浓硫酸吸水性的浓度范围，为什么稀硫酸没有吸水性？

七、利用数字化实验进行实验的优势

  浓硫酸具有吸水性是浓硫酸的三大特性之一。可是，谁也没见过浓硫酸在“吸水”。 在初中学习浓硫酸的性质是，只做了浓硫酸是蔗糖碳化，这也只是证明了浓硫酸的脱水性，但不能说明浓硫酸具吸水性。或者只是靠浓硫酸与水混合时放热的温度变化说明浓硫酸的吸水性，但这一点也是缺乏说服力的。通过数字化实验可以观察到空气在浓硫酸的环境下相对湿度的变化，让没有现象的实验变得现象明显，这就是数字化实验的实验优势。

                

图1.98%的浓硫酸相对湿度曲线图

从图1中曲线分析可以看出，在注入浓硫酸后，空气相对湿度明显下降，说明浓硫酸具有很好的吸水功能。

浓硫酸在什么范围内仍然保持吸水性，是我们需要探究的问题。为了获得浓硫酸吸水性的浓度范围，分别配制95%，90%，85%的浓硫酸重复实验。如下图所示。

             

图2.95%的浓硫酸相对湿度曲线图

图3.90%浓硫酸相对湿度曲线

图4.80%浓硫酸的相对湿度曲线

  从以上曲线图的分析比较上看，浓硫酸的浓度越大，吸水效果越好。随着浓硫酸浓度的降低，相对湿度的降低趋势慢慢趋于平缓，即吸水效果变差。浓硫酸在90%时仍旧具有吸水性，但吸水效果已经比较微弱。当浓硫酸的浓度低至85%时，空气的相对湿度不仅没有随浓硫酸的加入降低却是反而升高，以上实验数据告诉我们。浓硫酸吸水的最佳浓度为98%，最低浓度为90%。90%以下的浓硫酸已经不具备吸水功能。