常见呼气式酒精检测仪简介常见呼气式酒精检测仪简介 教学参考 常见呼气式酒精检测仪简介 冷永刚 (无锡市第一中学,江苏无锡214031) 摘要:介绍常见的5类呼气式酒精检测仪,以及湿化学法,电化学方法,红外光谱法, 半导体传感器等的工作原理. 关键词:酒精检测;原理 文章编号:1005—6629(2011)08—0068—02中图分类号:069文献标识码:B 1起疑 苏教版化学必修2乙醇单元的拓展视野部分对 交警检查司机是否酒后驾车作了这样的介绍交通警 察用经硫酸酸化处理的三氧化铬(CrO)硅胶检查司机 呼出的气体,根...
常见呼气式酒精检测仪简介 教学参考 常见呼气式酒精检测仪简介 冷永刚 (无锡市第一中学,江苏无锡214031) 摘要:介绍常见的5类呼气式酒精检测仪,以及湿化学法,电化学方法,红外光谱法, 半导体传感器等的工作原理. 关键词:酒精检测;原理 文章编号:1005—6629(2011)08—0068—02中图分类号:069文献标识码:B 1起疑 苏教版化学必修2乙醇单元的拓展视野部分对 交警检查司机是否酒后驾车作了这样的介绍交通警 察用经硫酸酸化处理的三氧化铬(CrO)硅胶检查司机 呼出的气体,根据硅胶颜色的变化(硅胶中的+6价铬 能被酒精蒸汽还原为+3价铬,颜色发生明显的变化),可以判 断司机是否酒后驾车.I1教学中我演示了这个实验, 按照以往惯例到此就为止了,可这一次有学生当场提出 质疑,在电视和真实的生活中看到的交通警察都是用一 种手持式的酒精测试仪(包括教材的配图),而且不是 看颜色的变化,而是直接显示出酒精含量,这种仪器的 原理和课本上讲的是一样的吗?我—下子给问倒了, 只能说课后讨论这样的一个问题.带着_狼狈和疑惑, 课后笔者查阅了有关的资料,发现检验酒后驾车的方法 已经有了很大的发展,教材的拓展视野显得有些落伍, 新方法中的很多原理都是中学生能够理解的,在新版 教材中也都有所涉及,在此与大家一起分享. 2解惑 我们日常看到的酒精测试仪主要是呼气式酒精 检测仪,它大至分成五类p】. 2.1湿化学法 第一代呼气式酒精
装置于20世纪30—40年 代初出现,其原理是酒精蒸气被酸性高锰酸钾溶液氧 化,根据溶液褪色的时间来推测乙醇的浓度,故被称作 湿化学法.这种方法警员要经过专业培训才能掌握. 1954年,美国印第安纳州警察局研制出了新型呼气分 析仪,它的原理是呼气中酒精被置于特殊设计的小瓶 中的重铬酸钾和硫酸混合物氧化,瓶中的混合剂会从 橙色变成绿色,而化学反应产生的电阻变化也会令指 针移动,精确标示出呼气中酒精的浓度,并通过微电脑 将其换算成血液酒精的浓度.这也就是上述教材介绍 的手持式酒精测试仪的原理,直到今天,世界上很多国 家还在用这种酒精测试仪. 2.2气相色谱法 20世纪70年代,气相色谱法也被用于检测呼气中 的酒精,但由于设备体积较大不可能广泛推广. 2.3电化学方法 20世纪70年代早期,英国研制出一种运用电化学 方法的呼醇检测装置,又被称作燃气电池型呼气酒精 测试仪.它的原理为呼气中酒精被催化剂氧化成二氧 化碳(或乙醛)和水的过程中释放出化学能,化学能经 能量转换器转换之后成电流通过电伏特表表读值越高, 则乙醇浓度越高.图1为其电化学原理示意图. I酒精(燃料) 阳极C2H,OH【乙醇)CH3CHO~&醛/.2I/+2e. 阴极?02+2H+—H20 负载 l电子沿外电路流动,形成电流 氧气,通常从空气中获得 图1燃料电池酒糟传感器电化学原理图 燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性高,精度 高,简单易操作等优点,所以现在被普遍的使用,但它的缺 点也显而易见,其他醇类物质也可能被氧化,导致检测 准确性和特异性受一定的影响,按照执法程序规定,如当事 人对吹测结果有异议的需要进行血检. 2.4红外光谱法 同样是在20世纪70年代,红外光谱法也被用于 检测呼出气中的酒精,它的原理是酒后的红外线吸收 光谱显示出明显的吸收波段,通过酒精分子吸收红外 线的程度,来确定酒精的含量.红外光谱型呼气酒精测 试仪具有稳定,抗干扰能力强的优点,起初同气相色谱 法一样,受仪器大小的限制,并没有被推广使用,但随 着集成电路技术的发展导致仪器大小和结构发生革命 性变化,便携式红外光谱酒精测试仪成为可能.由于红 外光谱型呼气酒精测试仪的可靠性戒国的部分地区深 圳)可以直接作为执法依据】,免去了过去需要抽血检 化学教学2011年第8期 教学参考 酸式盐溶液中的质子传递反应 王文林 (陕西师范大学出版总社有限公司,陕西西安710062) 摘要:本文通过一系列分析质子传递反应,对比较酸式盐溶液中各离子浓度大小问题作出 了诠释,并给出了此类盐的水解度计算
. 关键词:酸式盐溶液;离子浓度;水解度 文章编号:1005—6629(2011)o8—0000O0中图分类号:632.479文献标识码:B 对于比较NaHCO溶液中各离子浓度大小的问题, 老师们经常会有以下的错误认识:由于H,CO的Ka, 小于HCO.一的水解平衡常数K,故溶液中[OH] [CO32-1.也有老师根据NaHCO稀溶液的pH=8.31,由 平衡常数计算出[OH]和[C032-]的浓度,最终得到了 正确答案[OH][C032-],但不能对此答案给出一个合 理的解释.本文通过一系列分析质子传递反应,对这类问题 做出了诠释,并给出了此类盐的水解度
. 1何为质子传递反应 可通过以下事例来给质子传递反应下定义. 在NaHCO稀溶液中,HCO一既可发生电离,又可 发生水解,且能同时满足电离和水解的平衡关系式. 与此同时,还能满足一个HCO一给出质子(H+)另一个 HCO一接受质子的平衡关系,即可发生如下反应: HCO3-+HCO3一;一H2C03+CO3一 再如,在NHAc稀溶液中,NH和Ac一均能发生 水解反应,同时还能发生NH给出质子,Ac一接受质子 的反应,即:Ac一+NH;HAc+NH 测的繁琐程序.美国,英国,瑞典,日本等发达国家以 及我国香港地区,在查处酒后驾车方面均普遍的使用红 外线型酒后驾驶执法查处系统来进行执法,检测结果作 为法庭认可的执法证据采纳,与血液检测具备同等的 法律效力. 2.5半导体传感器 除了以上介绍的几种方法外,还有一种是半导体 呼气式酒精测试仪f,半导体型采用氧化锡半导体作 为传感器,这类半导体器件具有气敏特性,当接触的 气体中其敏感的气体浓度增加,它对外呈现的电阻值 就降低.半导体测试仪的优点是体积小,价格低, 网上兜售的廉价的酒精检测仪大多数都是该类型,缺 点是抗干扰能力差,有实验表明,让一个抽烟者抽完一 支烟后5分钟用各种酒精测试仪来测试,结果半导 体型酒精测试仪显示的读数是燃料电池型显示读数的 8,10倍.因此该类型酒精检测仪较难符合公安部制定 的国家公共安全行业
呼出气体酒精含量探测器 GA307—2001,通常只用在要求不高的场合,如自我检 测,或一般性定性检测,一般不作为执法依据. 为此,笔者特意走访和咨询了无锡市的交巡警部 门,无锡市现在统一配备的酒精检测仪型号是金刚 WAT89EC-3型(简称金刚3型),是一种电化学的酒精 检测仪. 化学教学2011年第8期 3反思 一 个课堂小实验引发了这么多问题,收获很多也 有一些反思:时代在发展,科技在进步,学生的视野也 在不断开拓,我们的教材是否跟上了发展的步伐?教材 受到编写的限制不可能随意地更新,那么我们教师本 身是否有一颗与时俱进的心?如果我们还仅仅满足于 教材所给的内容,不关注生活中的变化,不作更多的思 考,那么我们的课堂将被时代所抛弃,也不可能会受到学生 的欢迎,而要做到与时俱进,要求我们教师培养终生学 习的意识,养成终生学习的习惯. 参考文献: 【1】王祖浩.普通高中课程标准实验教科书?化学2必修[M]南赢 江苏教育出版社,2007:7(). [21齐俊林,刘占良乙醇的定性检验与司机酒后开车检测仪lJ_ 化学教学,1996,(11):47~48 [3]张红霞,邓振华等.酒后驾车血液呼气中乙醇检测的新方法评价[_『I. 刑事技术,2003,(5):36-39. [4]顾伟军,史晓东,彭亦功基于电化学原理的燃料电池型酒 精传感器技术与设计2007第八届工业仪表与自动化学术会议论文 集375~379 [5J刘眷林.新型红外酒精测试仪亮相惹争议【N】南方都市报, 2010-08-05 [61岳睿警用呼气式酒精传感器的研究进展l_Jl_『艺学传感器, 2006,26(3):6,11 ? 69?
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