DIS探究苯酚与溴水反应类型

ＤＩＳ探究苯酚与溴水反应类型

摘要采用DIS实验技术，通过电导率传感器实时检测稀苯酚溶液和浓溴水反应过程中溶液的电导率，借助计算机直接绘制出反应过程中溶液的电导率变化曲线，从而为推测出苯酚与溴水反应是取代反应还是加成反应提供依据。

关键词DIS电导率传感器苯酚取代反应溴水

1问题的提出

在苏教版《普通高中课程标准实验教科书：有机化学基础(选修)》教材的“酚的性质和应用”一节中，“活动与探究”的内容如下：

1.向稀苯酚溶液中加入浓溴水，观察实验现象。

2.根据实验现象，你能推测出该反应是取代反应还是加成反应吗?你的推测依据是什么?请设计探究方案证明你的推测，并进行探究活动。

下面的探究手段可能对你获得正确的探究结果有帮助，供选用。

(1)测定反应前后溶液的导电性变化。

(2)用pH试纸或pH计测定反应前后溶液的pH。

(3)查阅有关资料。

由教材推荐的3种探究手段来分析，在教学中通常采取第2种探究手段，即用pH试纸测定反应前后溶液的pH；而第1种探究手段用传统的化学实验方法较难实现，即很难测定出反应前后溶液的导电性变化。那是不是就不能采用这种探究手段了呢?在上学期我校新建成了DIS(Digital Informa-tion System)实验室，即数字化信息系统实验室，它是由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”构成的新型实验系统，从而可以对实验中的物理量进行实时测量、数据采集和数据分析。在DIS实验系统中提供了电导率传感器，我们可以用它来测量溶液的电导率，而电导率则反映了溶液的导电能力。这样就为我们采用第1种探究手段提供了可能。

2实验过程

2.1试剂与仪器

稀苯酚溶液、浓溴水、蒸馏水。

朗威*DISLab6.0数据采集器、电导率传感器(0～20 mS／cm)、DJS-1E电导电极、计算机及软件、磁力搅拌器(磁子)、25mL酸式滴定管、100mL烧杯、500mL 烧杯、100mL量筒、滤纸、铁架台。

2.2实验步骤

(1)用蒸馏水清洗电导电极，洗液冲入500mL烧杯中。清洗时不要碰到电极的导电极板，然后先轻轻的甩动一下电极以甩掉大部分蒸馏水，再用吸水滤纸将电极上的多余水分吸掉。注意使用滤纸时不要来回摩擦电极，只将其靠到电极上即可。

(2)按图1组装实验装置。连接计算机、数据采集器、电导率传感器及电导电极。打开V6.0实验软件系统，点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示电导率值。调零。

(3)用量筒量取80mL稀苯酚溶液于100mL烧杯中，向烧杯中放入磁子。

(4)向酸式滴定管中注入浓溴水25mL。

(5)启动磁力搅拌器，待显示的电导率值稳定后，打开V6.0实验软件系统的“计算表格”，选择采集时间间隔为2s。点击“计算表格”中的“开始”，并打开酸式滴定管的活塞，向稀苯酚溶液中匀速滴加浓溴水。

(6)注意观察实验现象以及计算机显示测得混合溶液的电导率数据。当烧杯中混合溶液生成较多量的白色沉淀时，点击“计算表格”中的“结束”，并关闭酸式滴定管的活塞，停止滴入浓溴水，关闭磁力搅拌器。

(7)点击“数据分析”中的“绘图”，设定x轴、y轴分别为“t”、“k”，取消选中的“画离散点”，点击“确定”，借助计算机直接绘制出反应过程中溶液的电导率随时间变化的曲线。

(8)将实验得到的数据表格和曲线图像保存。

3结果分析与讨论

通过电导率传感器实时检测稀苯酚溶液和浓溴水反应过程中溶液的电导率k，并由计算机直接绘制出反应过程中溶液的电导率k随时间t的变化曲线(如图2)，即可便捷、直观地反映出该反应过程中电导率的变化情况。

由图2分析出反应过程中溶液的电导率随时间变化曲线呈逐渐上升趋势，测定出反应前后溶液的导电性逐渐增大，反映出该反应中离子浓度逐渐增大，即该反应中有强电解质HBr逐渐生成，推测出该反应是取代反应，即苯酚与溴水反应生成白色不溶于水的2，4，6－三溴苯酚和溴化氢。

4结语

本探究实验得以进行，得益于采用了先进的DIS实验技术，这充分体现了新课程背景下的实验面向现代化的特点，对于帮助学生了解现代实验技术能够起到积极的作用。目前高中新课程化学教材中新增了相当多的探究性实验，并且大量地在定性实验中引入了定量要素，从原有关注实验现象转变成关注实验过程与原理，从而使中学化学实验进入了科学探究的阶段。DIS实验技术的应用，使许多原来不能做的实验可以做了，许多原来只能定性的实验可以定量分析了，能将许多短时间完成的化学反应的实验数据记录下来仔细分析了，测出来的数据以数字、图表形式，更客观、真实地展现实验过程，揭示客观世界隐藏的各种规律。因此学生可以探究的问题范围和深度都大大拓展，这对提高学生的探究能力很有益处。