人体呼出的气体中CO2含量的测定的研究.doc

人体呼出的气体中CO2含量的测定的研究松桃二中吴汉龙摘要:人休呼出的气体中二氧化碳的含量的测定方法，是教师和学牛很想了解和掌握的, 我的研究中所用到的方法能够有效地测出人体呼出的气体中二氧化碳的体积分数关键词：人体呼出的气体；二氧化碳；体积分数；测定方法1引言：九年级化学第一单元课题2冇“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”， 做完实验Z后，最后“通过上述实验探究，比较人体吸入的空气和呼出的气体所 含二氧化碳、氧气、水蒸气的多少，你能得岀哪些初步结论？ ”本人在教学实践 中常遇到学生走进一个误区：认为人体呼出的气体中含有大量的二氧化碳那么，能不能设计一个实验测定人体呼出的气体中二氧化碳的含量呢？首先，我们先了解一下资料里冇关人体呼出的气体中的各种成分以及几种气 体的性质人体呼出的气体小含有：氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等1、 氮气：在常况下是一种无色无味无嗅的气体，且通常无毒氮气占大气 总量的78.12% （体积分数），在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的 氮气2、 氧气：常温常压下是一种无色无味气体，在大气中的含量为21% （体积 分数）在20°C, 一个标准大气压下，1L水中约溶解30讥氧气。

3、 二氧化碳：常温常压下是一种无色无味气体，在20°C, 一个标准大气压 下，每100体积水可溶解88体积二氧化碳；二氧化碳在大气中约占总体积的 0. 03%,人呼出的气体中二氧化碳约占4% （体积分数）2设计思想：初中化学中冇探究人体呼岀的气体中的成分，但没冇关于CO?含量的测定， 不少学生误以为人体呼岀的气休中含“大量” C02故设计一个测定人体呼出的 气体中C02的含量的实验，可作为学生的定量实验，同时为学生对定量学习化学 打下基础3设计原理：1、 C02不溶于饱和NaHCOs溶液；2、 CO?极易溶于 NaOH 溶液:C02 + 2NaOH = Na2C03 + H203、 压强差原理4实验仪器、设计实验图:1、 实验仪器、试剂：具支试管（50~100 mL） 1支（带橡胶塞和隔热套）、注射器（5 mL） 2支、移液 管（5mL） 1支（带刻度）、铁架台（带2固定夹）、止水夹（2个）、导气管、吸 气球、水槽、量筒（lOOmL）；饱和NaHCOs溶液、20%Na0H溶液2、 设计实验图：装置图（二）5操作方法及步骤：1、 ［装置图（二）操作与装置图（一）和似］检查装置气密性；2、 用量筒量具支试管的有效容积，记录数据V。

方法：将具支试管装满饱和 NaHCO3溶液，将支管上的导气管用止水夹夹紧，将所夹位置标上记号，用 带注射器针头的橡胶塞在液面下塞紧支管口，并标上橡胶塞塞紧的深度记 号，拿出液面擦干试管外液体，小心拔出橡胶塞，将液体全部倒进量筒测 量体积，该体积即为具支试管的有效容积V3、 将规格为5mL的移液管装满滴加红墨水的饱和NaHCO3溶液，用止水夹夹 住，倒立固定在铁架台上；用一支拔掉针头的注射器吸取约4mL 20%Na0H 溶液，记录读数V"放置待用4、 用已经测过冇效容积的具支试管用排饱和NaHC（X溶液法收集一试管人体 呼岀的气体，体积为V用带针头的橡胶塞平衡气压；为了防止手温加 热试管造成误差，给试管加隔热套揩干试管外液体5、 吸收C02 o将步骤3注射器内的NaOH溶液通过橡胶塞上的针头注入试管 内，充分振荡后，尽量将具支试管内的溶液尽量抽冋注射器内，记录读数 V2 （不能让注射器内有气体）6、 将具支试管固定在铁架台上，将排去气泡的导管与移液管相连接，打开2 号止水夹（图一），调节液柱，记录读数也7、 将移液管从固定夹上小心放下，尽量保持液面最高处与具支试管有效容积 最高处在同一水平线上，打开1号止水夹，直到液面恒定不动吋，将1号止水夹夹住橡胶管原来位置（注意：2号止水夹仍然打开）。

将移液管 按原来位置固定回铁架台，读数，记录为林8、 计算出人体呼出的气体中二氧化碳的体积分数（参考值为4%）9. 附表格：人体呼出的气体中二氧化碳含量的实验测定试管有效容积Vo （mL）移液管读数（mL）注射器读数（mL）CO?体积分数（%）前(£)前(V,)(AVa + AV：) / VoXlOO%后(vb)后（V?）AVaAV,说明： 6实际操作的几组数据及分析:人体呼出的气体中二氧化碳含量的实验测定序号数丄装置：一号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（％）64.0前3.86前4.0(1.36+1.0) /64.0*100%=3.69%后2.50后3.0差值1.36差值1.0说明： 人体呼出的气体中二氧化碳含量的实验测定序号数2 装置：二号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（％）64.0前4.90前4.0(1.25+1.0) /64.0*100%=3.51%后3.65后3.0差值1.25差值1.()说明： 人体呼出的气体中二氧化碳含最的实验测定 序号数3 装置：二号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（％）57.0前4.55前4.0(1.50+1.0) /57・0*100%=4.4%后3.05后3.()差值1.50差值1.0说明：新配制20%NaOH溶液，试管加隔热套，一口气收集。

人体呼出的气体中二氧化碳含量的实验测定序号数4 装置：二号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（% ）48.0前3.80前2.0(0.90+1.0) /4&0*1()0%=3.96%后2.90后1.0差值0.90差值1.0说明：用时14分钟 序号数$ 装置：一号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（％）65.0前4.48前5.0(2.68+0.6) /65.0*100%=5.01%后1.80后4.4差值2.68差值0.6说明：收集时吹气缓急也有关系？这次收集时吹气有些快 序号数@ 装置：一号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（％）65.0前4.10前5.0(2.20+0.6) /65.0*100%=4.30%后1.90后4.4差值2.20差值0.6说明： …换用装置（二）:序号数Z 装置:二号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（% ）902.6前0.4前10.0(44.5+2.0) /902.6*100%=5.15%后44.9后8.()差值44.5差值2.0说明：试管改用lOOOmL抽滤瓶，移液管改用50mL碱式滴定管滴定管两次读数都在架上读。

序号数d 装置：二号试管容积mL取液管读数mL注射器读数mL体积分数（％ ）902.6前1.5前10.0(37.4+2.0) /902.6*100%=4.02%后3&9后8.0差值37.4差值2.0说明：试管改用lOOOmL抽滤瓶，移液管改用50mL碱式滴定管液柱高度保持与支管最高处一致7数据统计:下表是本人在实验中所测自己呼出的气体中二氧化碳体积分数的其中十几组数据（%）次序1234567891011121314数值3.914.1764.635.154.023.523.823.154.304.033.903.773.514.08人呼岀的气体中二氧化碳的体积分数8数据分析：笫四个数据5.15%,该数据是使用抽滤瓶测得的，在测定过程中，气体有一 个冷却过程，兼之没考虑液柱高度差造成的误差，值偏大第八个数据3. 15%,该数据是用有效容积65. OmL的具支试管测得，是在第 七次数据3. 82%Z后洗过Z后立即就用的试管，可能是有少量残留的氢氧化钠溶 液未洗净，造成二氧化碳吸收未尽，值偏小其余数据与参考值（4%）相差不大，为有效数据9设计可达到的效果及优缺点：该设计可以比较简单有效地测出人体呼出的气体小C02体积分数，培养学生 定量分析化学的方法，为学生对定量学习化学打下基础。

优点是装置简单，可 操作性强，能很好地为学生找到一个学习化学的探究点，能有效地增强学生学习 化学的兴趣，为今后对化学及其他科学研究的严谨性打下基础参考资料：[1]九年级化学上册⑵《百度百科》[3]《互动百科》作者姓名：吴汉龙作者单位：松桃二中联系：13885661770。