可攜式組合電化學實驗箱的製作方法

2023-05-07 13:26:11

專利名稱：可攜式組合電化學實驗箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種中學化學實驗裝置，尤其能完成多項電化學實驗的攜帶方便的組合實驗箱。
目前，公知的用於中學化學課程中電化學教學內容的實驗裝置，是由儀器、電極、電路、指示燈泡或指示儀表聯結後水平放置，使用時，將需要的藥劑配製成待測溶液裝入儀器(燒杯、試管或U形管)，插入電極，聯通電路和指示燈泡、儀表，根據燈泡明暗程度或儀表指示的電流變化值，來反映化學變化引起的電流效應或通入電流引起的化學變化現象，通過觀察現象來說明，檢驗課本所述內容，實現教學目的的。現行教材中這類實驗共有十一個，散見於中學化學全部四冊課本中，做一個實驗須有一套裝置，在教學中，需教師、實驗員每次臨時組裝、調試，用畢拆卸後再將儀器、藥品、配件分類貯存保管。這些儀器重複使用率高，裝卸次數多，但又不配套；使用時間周期長，但又未形成系列化，因此全部完成這些實驗費時費事。特別是這十一個實驗，課本列舉的方法只注重了能演示即可，未能使儀器的組裝最優化，電路系統標準化，電極規格規範化，從而影響應有的實驗現象的正確出現。同時也未考慮老師操作，學生觀察是否方便，也影響教學效果，不利於提高教學質量。
本實用新型的目的是提供一種組合式的實驗箱，它不僅能將所需儀器、藥劑、配件組裝在一起，用一箱完成全部十一個電化學實驗，把使用和保管合為一體，而且能改進實驗原理，簡化操作程序，使實驗現象更加清晰明顯，效果更好，並且能一箱多用。
本實用新型的目的是這樣實現的製作合適的長方體形貯物箱，分為箱蓋、箱體兩部分，箱蓋內安裝可輸3V、6V、7.5V直流電的電源，箱蓋上有兩個支撐孔，箱蓋兼作儀器支撐底座。箱體分隔出儀器倉、藥劑倉和演示板倉，製作合適的兩隻支撐杆和A、B兩塊演示板。A板設置專用標準電路，正面並聯五隻指示燈泡(也可聯結指示儀表)對應下沿設置五對標準碳板電極(其規格經實測後取最佳尺寸)；B板正面分左右固定2隻U形管，左側(Ⅰ)之U形管上方，設置接線柱和指示燈泡，並可串聯靈敏電流計，右側(Ⅱ)之U形管規格大於左側U形管。使用時從下往上將箱蓋，支撐杆、演示板順次聯接，箱蓋上放置裝試液的燒杯，連通電流即可工作。更換演示板，改變試液種類和濃度，選擇不同工作電壓和電路連結方式，便可演示不同的電化學實驗。如果去掉試液，只用A、B演示板還可演示中學物理學上的穩恆電路實驗。如果只用A演示板，在五個燒杯中只加含銀廢液，用銀電板更換碳板陰板，還可電解提銀。
由於採用上述方案，歸類簡化了儀器、藥劑、配件數量，變儀器水平聯結為豎直聯結，設置通用型演示板和規範的固定電路系統和指示系統及最佳規格電極，從根本上改進了實驗原理，有效地消除了原有實驗裝置的系統誤差，從而使操作程序簡單，實驗現象更加清晰明顯，演示效果更好，儀器裝卸、保管方便，還實現了一箱多用。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的外形構造立體圖。(部分透視圖)圖2是實施例中演示板的平面圖。圖2－A(a)是A演示板前視，圖2－A(b)是A演示板後視，圖2－B是演示板前視。
圖3是實施例的縱剖面構造圖。
圖中1、貯物箱，1－(1)、箱蓋，1－(2)、箱體，3、儀器倉，4、演示板倉，5、藥劑倉，6、支撐孔，7、直流電源，8、接線柱，9、指示燈泡(編號1－5)，10、U形管夾，11、U形管，12、A演示板，13、支撐杆，14、碳板電極(編號1－5對)，15、燒杯(編號1－5)，16、B演示板，17、標準電極，18、碳板電極間距。
圖3－A是一個實施例的縱剖面構造圖。(兼作說明書摘要附圖)該實施例可用於演示電解質導電能力強弱實驗；同一條件下不同電解質溶液電解過程及產物比較實驗；含銀廢液電解提銀實驗；強電解質極限當量電導測定實驗共四個電化學實驗。以演示電解質導電能力強弱實驗為例詳細說明使用時，打開實驗箱，將箱蓋［1－(1)］放置桌上，把支撐杆(13)鑲入支撐孔內(6)固定，將A演示板(12)嵌入支撐杆(13)，在箱蓋上放五個盛有相同濃度的不同電解質溶液的100ml燒杯(15)正對碳板電極(14)，調整演示板位置，使碳板電極恰好全部浸入溶液，用專用導線連通6V電路，打開開關用電，便可觀察。對應燒杯上方的燈泡(9)明亮，示該電解質導電能力強，燈泡暗淡，示該電解質導電力弱。該實驗效果很好，不僅區分了強、弱電解質的不同導電能力，也區分了弱電解質導電能力的相對強弱，這是原教材所列舉方法未能做到的，這是由於教材原有實驗(見現行高中化學〈甲種本〉第二冊P123)線路連結方式簡易，使用柱狀電極，極間距不固定，裝置的系統誤差大而造成的。電極形狀，極間距是影響電解質溶液中離子遷移數目和速率的重要因素。實施例中將柱狀電極改成板狀電極增大了板間電場強度，且形成勻強電場，有利離子定向移動(這是電解質溶液導電的實質)指示燈泡易點亮。板間距是10mm，是這套裝置實測的最佳值，所以該實驗比教材列舉方法演示效果好得多。
圖3－B是另一個實施例的縱剖面構造圖，該實施例可演示原電池實驗；電解氯化銅實驗；電解食鹽水實驗；電解水實驗；膠體電泳實驗；電鍍實驗；溶液中離子濃度變化對導電能力影響實驗；丹尼爾電池實驗共八項實驗。使用時如圖3－A順序聯結箱蓋［1－(1)］、支撐杆(13)，嵌入B演示板(16)，在Ⅰ或Ⅱ之U形管(11)中加入所需溶液，插入標準電極(17)，接通電路，即可演示。
這兩個實施例所演示的實驗項目包括了中學化學中全部電化學的實驗，其演示效果均好於教材列舉實驗。
權利要求1.一種外形為長方體形的可攜式組合電化學實驗箱，其特徵是由貯物箱、演示板、支撐杆構成。
2.根據權利要求1所述的實驗箱其特徵是貯物箱，是由箱蓋和箱體兩部分組成，上部是箱蓋，內裝可輸出3V、6V，7.5V電壓的直流開關電源，箱蓋上表面有支撐孔，可固定支撐杆，下部是箱體，分隔為儀器合、藥劑倉和演示板倉。
3.根據權利要求1所述的實驗箱其特徵是演示板是A、B兩塊，A板正面有五個指示燈泡，對應下沿聯結五對可裝卸的間距為10mm的標準碳板電極，背面有串、並聯專用電路，同正面的指示燈泡聯通；B板正面左側(Ⅰ)固定一小規格U形管，上方有指示燈泡和接線柱，右側(Ⅱ)固定有大規格U形管。
4.根據權利要求1所述的實驗箱其特徵是支撐杆是兩隻等長度的鐵製有凹槽的豎杆，下帶螺口，可鑲在箱蓋支撐孔中並固定。
專利摘要一種可攜式組合電化學實驗箱，它是綜合中學化學課程中全部電化學實驗項目，改進實驗原理，簡化操作程序，將所需的儀器、藥劑、聯結固定裝置，演示裝置組裝為一箱，把實驗演示和儀器、藥劑保管合為一體，用通用的演示板演示不同的電化學實驗的多功能組合教學儀器。該箱由貯物箱、演示板、支撐杆構成，內裝電化學實驗必需的儀器和藥劑，使用時將箱蓋、支撐杆、演示板從下往上順次聯結，接通電路，更換燒杯中的溶液和演示板，可完成中學電化學全部十一個實驗及附加實驗，用畢拆卸，又可裝回原箱保存，還可進行物理學上的電學演示實驗，也能用於從含銀廢液中電解提銀。
文檔編號B01L99/00GK2108575SQ9122346
公開日1992年7月1日 申請日期1991年8月15日 優先權日1991年8月15日
發明者楊曉琨 申請人:楊曉琨