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鹽溶液飽和粘土的直剪試驗(yàn)
鹽溶液飽和粘土的直剪試驗(yàn)【1】
【摘要】在鉆孔井壁失穩(wěn)、核廢料處置、庫岸滑坡等特殊巖土工程中,孔隙水溶液組分和濃度對土體強(qiáng)度存在重大影響。
本文利用直接剪切試驗(yàn)研究了不同濃度鹽溶液飽和粘土的強(qiáng)度特性,得出了以下結(jié)論:鹽溶液飽和粘土能使其固結(jié)狀態(tài)發(fā)生改變,隨著鹽分濃度的增加,土體可以從超固結(jié)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎9探Y(jié)狀態(tài),甚至轉(zhuǎn)變欠固結(jié)狀態(tài),發(fā)生所謂的化學(xué)固結(jié);鹽溶液濃度的增加可以提高內(nèi)摩擦角,降低粘聚力,兩個強(qiáng)度指標(biāo)的不同變化控制了土體在不同豎向壓力、濃度范圍下的強(qiáng)度的不同演變規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】飽和粘土;鹽溶液;強(qiáng)度
0引言
在一些特殊的巖土工程問題中,土體孔隙水溶液組分和濃度會發(fā)生一些改變,這種變化對土體的力學(xué)強(qiáng)度存在重大影響[1-3]。
例如,在鉆探過程中,護(hù)壁泥漿會改變原有孔隙水的組分以及濃度,導(dǎo)致井壁土體的力學(xué)強(qiáng)度發(fā)生改變,可能導(dǎo)致井壁的失穩(wěn)坍塌;核廢料處置庫中核素等溶質(zhì)遷移引起孔隙水組分、濃度的變化,改變緩沖材料的力學(xué)強(qiáng)度性質(zhì),導(dǎo)致原有評估的失效,甚至有可能發(fā)生核泄露;水庫周期性的水位升降必然會引起孔隙水溶質(zhì)的動態(tài)變化,從而改變了庫岸土體的強(qiáng)度特性,為庫岸滑坡提供了可能性條件。
因此,探究水溶液組分和濃度變化對土體強(qiáng)度的影響規(guī)律和影響機(jī)理是一個急待解決的問題。
目前關(guān)于水溶液組分和濃度變化對力學(xué)特性的影響展開了一些研究,主要集中于對液塑限、壓縮性等力學(xué)指標(biāo),針對于土體強(qiáng)度的研究還處于起步階段。
Warkentin & Yong [1]利用直剪試驗(yàn)研究了鈉離子、鈣離子不同濃度溶液對膨潤土、高嶺土強(qiáng)度的影響規(guī)律,認(rèn)為鹽溶液飽和土體會降低土體強(qiáng)度,并且試圖揭示其影響機(jī)理。
Di Maio & Fenelli [2]通過試驗(yàn)認(rèn)為由于鹽向土體擴(kuò)散使膨潤土的強(qiáng)度產(chǎn)生了明顯的改變,而高嶺土強(qiáng)度卻基本不受孔隙水組分的影響。
此外,很多學(xué)者也對不同水化學(xué)環(huán)境下土體的強(qiáng)度做了類似的試驗(yàn)研[3-8]。
為了充實(shí)鹽溶液飽和土體的強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立強(qiáng)度受鹽溶液飽和后的演化規(guī)律,揭示其作用機(jī)制,本文通過直剪試驗(yàn)研究了不同濃度氯化鈉溶液飽和粘土的強(qiáng)度特性,這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)必定為后期的理論研究一定的數(shù)據(jù)支持。
1試驗(yàn)介紹
1.1試驗(yàn)方案
本文采用不同濃度的NaCl溶液作為試驗(yàn)飽和溶液,在試樣的制備和抽真空飽和都采用試驗(yàn)濃度的NaCl溶液,而后進(jìn)行直接剪切試驗(yàn)研究強(qiáng)度的演變規(guī)律。
試驗(yàn)選用的試樣干密度為1.6g/cm3,豎向壓力和溶液濃度設(shè)置如表1。
1.2試驗(yàn)材料
由于粘性土對于水化學(xué)環(huán)境變化非常敏感,并且為了體現(xiàn)試驗(yàn)效果,本試驗(yàn)選用粘性土進(jìn)行試驗(yàn)。
粘性土具體物性指標(biāo)如下:比重GS
=2.67;液限為WL=41.7%、塑限為Wp=21.9%;顆分曲線如圖1。
試驗(yàn)溶液采用NaCl溶液按照預(yù)定濃度制成。
圖1試驗(yàn)粘土的顆粒分布曲線
1.3剪切過程
剪切采用常規(guī)的直剪儀,采用固結(jié)排水剪切模式。
固結(jié)時間一般為12h左右,每小時變形不超過0.005mm,判斷固結(jié)完成。
固結(jié)完成后,采用0.01mm/min的剪切速率進(jìn)行剪切,剪切過程中剪切應(yīng)力-剪切位移曲線出現(xiàn)峰值,則取峰值作為強(qiáng)度;否則,取剪切位移為4mm對應(yīng)的應(yīng)力值作為土體的強(qiáng)度。
2試驗(yàn)結(jié)果
2.1剪切應(yīng)力-剪切位移曲線
剪切應(yīng)力-剪切位移曲線是直剪試驗(yàn)得出的最直接的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
為了比較不同濃度的鹽溶液、不同豎向壓力對試樣剪切應(yīng)力-剪切位移特性的影響,圖2給出了50kPa、150kPa、350kPa和400kPa豎向壓力下不同濃度(0M、0.01M、0.02M、0.05M、0.1M)鹽溶液飽和粘土的剪切應(yīng)力-剪切位移曲線。
在圖2(a)中,根據(jù)其剪切應(yīng)力-剪切位移曲線可以得出在50kPa豎向壓力下試樣會展現(xiàn)出不同程度的應(yīng)力軟化現(xiàn)象,也就是說試樣處于不同程度的超固結(jié)狀態(tài),但是隨著鹽溶液的濃度的增大,這種應(yīng)力軟化效應(yīng)、超固結(jié)程度會有明顯的減弱,在鹽溶液濃度達(dá)到0.05M時,基本沒有了應(yīng)力軟化現(xiàn)象。
綜合分析可知,隨著鹽溶液濃度的增大,可見試驗(yàn)試樣從超固結(jié)狀態(tài)到正常固結(jié)狀態(tài)、甚至可能是欠固結(jié)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化。
圖2中,50kPa、150kPa豎向壓力下和350kPa、400kPa豎向壓力下的強(qiáng)度特性存在很明顯的差別。
在50kPa、150kPa豎向壓力下,隨著鹽溶液濃度的增大(0M~0.05M),強(qiáng)度顯現(xiàn)出很明顯的下降,并且具有很好的下降一致性。
50kPa豎向壓力下,0.01M、0.02M、0.05M鹽溶液飽和粘土的強(qiáng)度下降幅度分別為10.7%、14.9%、40.1%;150kPa豎向壓力下,0.01M、0.02M、0.05M鹽溶液飽和粘土的強(qiáng)度下降幅度分別為2.75%、14.2%、24.5%。
然而,在豎向壓力為350kPa、400kPa的情況下,鹽溶液濃度對強(qiáng)度并沒有很明顯的影響,也沒有很一致性的下降或是上升趨勢。
(a)50kPa豎向壓力下的剪切應(yīng)力-剪切位移曲線
(b)150kPa豎向壓力下的剪切應(yīng)力-剪切位移曲線
(c)350kPa豎向壓力下的剪切應(yīng)力-剪切位移曲線
(d) 400kPa豎向壓力下的剪切應(yīng)力-剪切位移曲線
圖2不同豎向壓力、不同濃度鹽溶液飽和粘土的
剪切應(yīng)力-剪切位移曲線
2.2強(qiáng)度特征
為了更進(jìn)一步的分析剪切強(qiáng)度隨鹽溶液濃度的變化規(guī)律,本文在圖3中給出了不同豎向壓力下的強(qiáng)度隨鹽溶液濃度的演變規(guī)律。
很明顯,在豎向壓力為50kPa、100kPa和150kPa的情況下,剪切強(qiáng)度隨著濃度的增大呈現(xiàn)出明顯的下降,而在豎向壓力為200kPa~400kPa的情況下,剪切強(qiáng)度基本上保持不變(可以采用水的勢理論進(jìn)行解釋,在比較大的壓力下,原有的吸附水獲得了較高的水勢也轉(zhuǎn)化成自由水,使原有的雙電子層變薄)。
這與Warkentin & Yong [1]對蒙脫土和高嶺土進(jìn)行直剪試驗(yàn)得到的結(jié)論一致的,即隨著鹽溶液濃度的變大,剪切強(qiáng)度降低。
但是,現(xiàn)在的一些試驗(yàn)卻存在于此相反的試驗(yàn),即隨著鹽溶液濃度的變大,剪切強(qiáng)度呈現(xiàn)不同幅度的升高[1-3]。
圖 3剪切強(qiáng)度隨濃度的變化規(guī)律
Fig 3The variation of shearing strength with concentration
強(qiáng)度指標(biāo)分析是巖土力學(xué)強(qiáng)度分析中非常關(guān)鍵的一環(huán)。
圖4給出了粘聚力和內(nèi)摩擦角隨鹽溶液濃度的變化情況,隨著孔隙水鹽溶液的變大,粘聚力降低,內(nèi)摩擦角呈上升趨勢。
并且在粘聚力和內(nèi)摩擦角的變化梯度逐漸變小,最后可能趨于一致。
目前針對于內(nèi)摩擦角的變大趨勢,已經(jīng)可以利用電子雙層吸附理論可以進(jìn)行解釋,也就是說孔隙水鹽溶液濃度的變大,原有孔隙水的陽離子濃度變大,通過分子吸附/解吸附等水化學(xué)作用使電子雙層變薄,斥力變小,顆粒之間具有更大的接觸面積,同時接觸面起伏不平,使內(nèi)摩擦角變大[3-5]。
然而,對于粘聚力的變化,目前很難有具體的定論,因?yàn)樗婕暗搅ig連結(jié)力與結(jié)合水厚度兩個方面,若電子雙層厚,粒間連結(jié)力就比較弱,表現(xiàn)出來的粘聚力也就比較小,但是從結(jié)合水的角度上講,電子雙層厚度較大,克服弱結(jié)合水所做的功也就多些,這兩者具有矛盾的效應(yīng)[1]。
圖 4強(qiáng)度指標(biāo)隨濃度的變化規(guī)律
Fig 4The variation of shearing strength indexes with concentration
3結(jié)論
本文采用NaCl溶液飽和粘土,研究了不同濃度鹽溶液對粘土的強(qiáng)度的影響規(guī)律,并且結(jié)合前人的研究成果,探討鹽溶液對粘土的強(qiáng)度的影響機(jī)制。
經(jīng)過研究分析,得出了以下結(jié)論:
(1)鹽溶液飽和粘土可以使土體的固結(jié)狀態(tài)發(fā)生改變,隨著鹽分濃度的增加,土體可以從超固結(jié)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎9探Y(jié)狀態(tài),甚至轉(zhuǎn)變欠固結(jié)狀態(tài),發(fā)生所謂的化學(xué)固結(jié);
(2)在低豎向壓力、低溶液濃度的情況下,土體強(qiáng)度隨鹽溶液濃度增大而減小;而在相對較高豎向壓力或高溶液濃度情況下,土體強(qiáng)度隨鹽溶液濃度增大而變大;
(3)隨著鹽溶液濃度的提高,內(nèi)摩擦角隨著變大,而粘聚力呈現(xiàn)相反的趨勢,二者共同控制土體強(qiáng)度的變化。
【參考文獻(xiàn)】
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鹽溶液蒸發(fā)試驗(yàn)結(jié)果的影響因素【2】
[摘 要]采用稱量瓶蒸發(fā)鹽溶液時,同一鹽溶液不同實(shí)驗(yàn)人獲得的固形物含量試驗(yàn)結(jié)果不同,有些固形物含量試驗(yàn)結(jié)果差別非常大。
通過對不同鹽溶液的固形物含量進(jìn)行測定,結(jié)合固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的實(shí)際情況進(jìn)行討論,明確了取樣量、稱量瓶規(guī)格、溫度條件等對物品固形物含量結(jié)果的影響程度,提出了根據(jù)稱量瓶規(guī)格采用對應(yīng)取樣量,驗(yàn)證情況理想:試驗(yàn)結(jié)果平行性好,解決了同一鹽溶液的試驗(yàn)結(jié)果明顯差別的問題,為準(zhǔn)確獲得固形物含量試驗(yàn)結(jié)果提供了客觀的依據(jù)。
[摘 要]稱量瓶 固形物含量 鹽溶液 規(guī)格 取樣量
引言
固形物含量也稱非揮發(fā)分,測量物品的固形物含量是化學(xué)試驗(yàn)中一項基礎(chǔ)操作。
在化學(xué)興趣小組開展該項活動時,同一鹽溶液通過不同實(shí)驗(yàn)人獲得的固形物含量試驗(yàn)結(jié)果不同,有些固形物含量試驗(yàn)結(jié)果差別非常大。
通過網(wǎng)上查詢發(fā)現(xiàn),固形物含量(或水分含量)測定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)僅有固體化工產(chǎn)品中水分的測定[1]、具體特指聚丙烯酰胺類或膠黏劑物質(zhì)的固含量[2-3]或是僅限水分含量在0.005%~0.1%之間的液體石油產(chǎn)品[4]、或是漆類中不揮發(fā)物[5]等,都是用于專用物質(zhì)或產(chǎn)品的方法。
通過對鹽溶液固形物含量試驗(yàn)過程涉及的取樣量范圍、稱量瓶規(guī)格、溫度條件等相關(guān)方面的探討,結(jié)合固形物含量測定結(jié)果情況進(jìn)行逐步分析,明確了影響物品固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵因素及對應(yīng)可行性建議。
1、固形物含量試驗(yàn)原理及對象
固形物含量是通過加熱揮發(fā)掉含有水分后的固相剩余量。
在加熱過程中,水分以外的揮發(fā)性物質(zhì)或發(fā)生化學(xué)變化所產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)應(yīng)在允許的范圍之內(nèi),即產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)不影響固相物質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
資料調(diào)查顯示,固形物含量測定對象有固體、膏狀、液體等形式,其中大多數(shù)為液體形式,均采用質(zhì)量損失(減量法)來實(shí)現(xiàn)。
2、固形物含量試驗(yàn)影響因素探討
物品固形物含量試驗(yàn)涉及試驗(yàn)人、加熱設(shè)備、物品、方法、環(huán)境等方面。
儀器設(shè)備:恒溫烘箱和電子天平,環(huán)境方面均為相同條件,不再作為分析范疇之內(nèi);在涉及稱量瓶(固含量測定常用器皿)、試驗(yàn)物品(氯化鈉等鹽溶液)、試驗(yàn)溫度條件、試驗(yàn)人員等方面,規(guī)格差別、取樣量差異、試驗(yàn)溫度條件差別、小組人員操作等方面,作為分析討論的關(guān)鍵。
2.1 稱量瓶規(guī)格對固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的影響
固形物含量試驗(yàn)操作常用稱量瓶包括低型:60 mm×30 mm、50 mm×30 mm、25 mm×25 mm等和高型:30 mm×60 mm、25 mm×40 mm、30 mm×50 mm等[6],中學(xué)常用為低型。
具體操作包括選擇涉及固含量試驗(yàn)的物品,采用相同的取樣量,均在相同時間后干燥冷卻后稱量并計算固形物含量,統(tǒng)計結(jié)果為三次平行試驗(yàn)平均值。
表1為使用不同規(guī)格稱量瓶的固形物含量試驗(yàn)結(jié)果情況。
表1顯示,物品相同取樣量時都存在稱量瓶規(guī)格差別越大,固形物含量結(jié)果差值越大的現(xiàn)象,如1#、5#在最大60 mm×30 mm和最小25 mm×25 mm時,結(jié)果竟相差到17.39%和20.76%,最大、最小相對偏差也都大,分別為34.69%和16.33%;當(dāng)稱量瓶規(guī)格接近時,如60 mm×30 mm和50 mm×30 mm、30 mm×25 mm和25 mm×25 mm,固含量結(jié)果呈現(xiàn)接近趨勢,相對偏差也小。
不同規(guī)格稱量瓶鹽溶液的固形物含量結(jié)果存在差別,平行性差。
2.2 取樣量對固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的影響
興趣小組統(tǒng)計固形物含量試驗(yàn)取樣量統(tǒng)計主要有2 g、5 g、10 g等幾種。
同一鹽溶液采用1 g、2 g、5 g、10 g四種取樣量進(jìn)行固含量試驗(yàn),60 mm×30 mm和50 mm×30 mm因開放面積過大未采用1g或2g的取樣量;25 mm×25 mm因開放面積過小的未采用5 g或10 g的取樣量;30 mm×25 mm因數(shù)量少僅用于部分物品。
表2中兩項平均值直觀顯示,不同取樣量明顯影響固形物含量結(jié)果。
結(jié)合稱量瓶規(guī)格比較,僅有5#的2 g、5 g、10 g固形物含量結(jié)果接近,同一鹽溶液大多數(shù)均存在取樣量不同固形物含量結(jié)果平行性差的情況。
2.3 試驗(yàn)溫度對固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的影響
根據(jù)固含形物量測量原理,物品固形物含量測定的溫度條件采用105 ℃,為做比對,小組選擇105 ℃、130 ℃兩種溫度下固形物含量結(jié)果情況見表3。
從表3看出,高試驗(yàn)溫度固形物含量測定結(jié)果明顯變小,說明除水分外,部分鹽溶液中組分減少。
同鹽溶液選擇不同試驗(yàn)溫度條件時,固形物含量結(jié)果也存在明顯的差別。
2.4 試驗(yàn)時間對固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的影響
小組查詢固形物含量測定時間有2h[3] [7-8]、4h、5h[9]等,通過試驗(yàn)過程驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),在2h后,鹽溶液固形物含量結(jié)果不再有很明顯大的變化。
因此,采用常規(guī)4h試驗(yàn)時間滿足固形物含量測定要求,不會對固形物含量試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生明顯影響。
2.5 試驗(yàn)人對固形物含量試驗(yàn)結(jié)果的影響
小組4名組員采用105 ℃溫度條件、50 mm×30 mm規(guī)格、5g取樣量進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn),固形物含量結(jié)果統(tǒng)計見表4。
不同試驗(yàn)人員的重復(fù)性比較好,且相對偏差基本都在5%以內(nèi),不同試驗(yàn)人員不會對固形物含量結(jié)果產(chǎn)生明顯影響。
3、可行性分析與驗(yàn)證
通過試驗(yàn)結(jié)果及影響因素探討情況,從規(guī)格選擇、取樣量范圍、試驗(yàn)溫度條件確定等入手,任選取涉及固形物含量測量的鹽溶液進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
3.1 稱量瓶規(guī)格選擇
規(guī)格為60 mm×30 mm,開放面積較大,不適于1 g、2 g等少的取樣量;而規(guī)格25 mm×25 mm,開方面積過小,僅適于少的取樣量。
因此,從鹽溶液充分性、便于操作、易于清洗等方面考慮,建議選擇規(guī)格為60 mm×30 mm的稱量瓶。
選取不同規(guī)格的稱量瓶時考慮對應(yīng)適宜的取樣量。
3.2 取樣量確定范圍
通過試驗(yàn)結(jié)果分析,采用規(guī)格為60 mm×30 mm取樣量范圍應(yīng)在5 g以上,若僅能采用25 mm×25 mm時,建議取樣量不應(yīng)超過2 g。
取樣量的范圍取決于稱量瓶規(guī)格。
3.3 試驗(yàn)溫度的確定
根據(jù)固形物含量測定原理,主要是排除鹽溶液中的水分,無特殊說明,相同鹽溶液均要采用相同試驗(yàn)溫度條件。
綜上所述,小組成員在進(jìn)行固形物含量試驗(yàn)時,建議從三方面注意:試驗(yàn)前的物品一定搖勻;同一鹽溶液樣品選擇相同的稱量瓶規(guī)格;取樣量接近。
表5為規(guī)范操作后固形物含量結(jié)果的試驗(yàn)情況。
從表5可以看出,在105 ℃±2 ℃試驗(yàn)溫度條件下,4h恒溫烘干,采用60 mm×30 mm規(guī)格稱樣瓶、取樣量10 g;采用50 mm×30 mm規(guī)格稱樣瓶、取樣量5 g~8 g之間;或采用25 mm×25 mm規(guī)格稱樣瓶、取樣量1 g;固形物含量測定結(jié)果平行性好,相對偏差明顯降低,試驗(yàn)結(jié)果差別比小組活動前有了很大程度的改善。
4、結(jié)論
通過在一定的試驗(yàn)溫度條件下,根據(jù)稱量瓶規(guī)格明確對應(yīng)取樣量,驗(yàn)證結(jié)果情況理想,試驗(yàn)結(jié)果平行性好,相對偏差小,解決了同一鹽溶液因取樣量、規(guī)格等不同存在試驗(yàn)結(jié)果差別的問題。
從規(guī)范的角度為鹽溶液蒸發(fā)后固形物含量試驗(yàn)提供了可行思路。
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酸式鹽溶液酸堿性的教學(xué)研究【3】
摘 要:通過學(xué)生的探究活動,分析弱酸的酸式鹽溶液中存在的電離平衡與水解平衡,分析溶液的酸堿性和微粒濃度的大小關(guān)系,進(jìn)一步延伸到正鹽與一元酸混合體系中溶液的酸堿性和微粒濃度的大小關(guān)系。
運(yùn)用分類的思想提高思維的有效性,建立溶液體系的微粒觀。
關(guān)鍵詞:酸式鹽;電離平衡;水解平衡
一、問題的提出
電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較的問題一直是高考化學(xué)的熱點(diǎn)之一,考查的知識點(diǎn)多,靈活性、綜合性較強(qiáng),屬于經(jīng)典題型。
如何提高學(xué)生的理解能力,并在新課程的教學(xué)理念下提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,本人在教學(xué)中進(jìn)行了初步嘗試。
新課程的教學(xué)提出以科學(xué)探究為突破口,提倡探究式學(xué)習(xí)為主的學(xué)習(xí)方式。
化學(xué)教學(xué)中的科學(xué)探究主要是指學(xué)生從學(xué)科領(lǐng)域或社會生活中選擇和確定研究主題,創(chuàng)設(shè)類似科學(xué)研究的情境,通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題,對可能的答案作出假設(shè)和猜想,并設(shè)計方案,通過實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查和搜集證據(jù),對獲得的信息進(jìn)行處理,得出初步結(jié)論的各種研究性學(xué)習(xí)活動過程。
通過讓學(xué)生經(jīng)歷這些科學(xué)探究的過程,可以綜合發(fā)展認(rèn)識能力,提高認(rèn)識品質(zhì)。
學(xué)生在學(xué)習(xí)鹽(正鹽)溶液的酸堿性后,對鹽類的水解有了初步的認(rèn)識,同時又與前面學(xué)過的弱電解質(zhì)的電離混在一起,對一般鹽類都屬于強(qiáng)電解質(zhì)產(chǎn)生困擾。
對于正鹽溶液中微粒濃度大小比較有了分析方法,對酸式鹽的溶液中微粒濃度大小比較還需更進(jìn)一步的理解。
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),希望學(xué)生能夠理解電離平衡和水解平衡對溶液酸堿性以及濃度的影響。
化學(xué)物質(zhì)分類思想的培養(yǎng)有利于學(xué)生對科學(xué)方法的理解和掌握,可以幫助學(xué)生形成正確的化學(xué)物質(zhì)觀,即:對化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆诸,可以使物質(zhì)系統(tǒng)化、條理化,可以豐富學(xué)生對化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識;不同的分類角度和維度有助于人們多角度、多層次、更全面、更深刻地認(rèn)識化學(xué)物質(zhì),體會化學(xué)物質(zhì)的多樣性和統(tǒng)一性。
對正鹽與酸式鹽的組成上進(jìn)行分類,對酸式鹽的種類進(jìn)行分類,酸式鹽的溶液中包括強(qiáng)酸的酸式鹽、中強(qiáng)酸的酸式鹽、弱酸的酸式鹽。
三種酸式鹽有效地區(qū)分了電離、水解的相互關(guān)系,幫助學(xué)生建立從微觀粒子的角度認(rèn)識電解質(zhì)溶液的思路,對學(xué)生的思維能力的提高有很大的幫助。
還可以應(yīng)用在一元酸及其正鹽的混合溶液體系離子濃度大小的判斷上,有效促進(jìn)學(xué)生能力的提高。
二、案例研究
(一)研究目的:
以酸式鹽溶液的酸堿性為載體,從探究的視角促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展,分析不同離子對水的電離平衡的影響,理解判斷溶液酸堿性的依據(jù),進(jìn)一步完善離子濃度大小比較的方法。
在教學(xué)中關(guān)注學(xué)生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度的全面發(fā)展。
(二)教學(xué)過程
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能:
1.了解酸式鹽的種類和實(shí)驗(yàn)測定溶液的酸堿性的方法。
2.理解電離與水解對酸式鹽溶液酸堿性的影響。
3.理解溶液中離子濃度的大小關(guān)系。
過程與方法:
1.觀察分析,動手實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力。
2.討論交流,分析水解與電離對酸式鹽酸堿性的影響,培養(yǎng)辯證思維。
3.歸納總結(jié),對比分類,培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和全面分析問題的能力。
情感、態(tài)度與價值觀:
1.通過測定酸式鹽溶液的酸堿性,發(fā)現(xiàn)問題,培養(yǎng)學(xué)生樂于動手的精神和善于質(zhì)疑、實(shí)事求是、積極實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度。
2.從不同角度對物質(zhì)進(jìn)行分類,幫助學(xué)生學(xué)習(xí)多角度、多層次認(rèn)識物質(zhì)的方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
重點(diǎn):酸式鹽的分類、離子濃度的大小關(guān)系。
難點(diǎn):離子濃度的大小關(guān)系
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