对人体呼出气体中氮气、氧气、二氧化碳体积分数的测定

明远会   辰溪二中， 湖南辰溪 ４１９５００

    在教九年义务教育课程标准实验教材上册第一单元《走进化学世界》时，学生了解人体吸入的空气和呼出气体有什么不同之后， 很有一部分学生问了同一个问题： “人体呼出气体中Ｎ_２，Ｏ_２，ＣＯ_２的体积分数又各为多少呢？”这是个很有趣，很值得探究的问题。本人认为用以下方法就可完成该探究内容。

１、仪器药品、装置及原理

１．１ 药品

   热水（７０～８０℃）； 饱和ＮａＨＣＯ_３溶液 （６００ｍｌ），ＮａＯＨ溶液（１ｍｏｌ／Ｌ， ６００ｍｌ）、白磷。

１． ２装置

１．３原理

（１） 用排饱和ＮａＨＣＯ_３溶液的方法收集呼出的气体５００ｍｌ；

（２） 将呼出的气体通过过量的ＮａＯＨ溶液， 以吸收其中的ＣＯ_２；

（３） 总体积减去量筒中溶液的体积即为ＣＯ_２的体积；

（４） 白磷燃烧消耗的气体体积为Ｏ_２体积，也就是量筒中被倒吸回Ｃ瓶的体积；

（５） Ｎ_２体积为量筒中剩下溶液的体积 （其它气体忽略不计）

１．４ 装置的说明

（１）Ｂ瓶中装满饱和ＮａＨＣＯ_３溶液，Ａ瓶装少量饱和ＮａＨＣＯ_３溶液，Ｃ瓶中装满ＮａＯＨ溶液；

（２）Ｃ瓶导气管下端装有多孔养料管，便于ＣＯ_２充分被吸收；

（３）  燃烧匙伸到Ｃ瓶中的１／２处左右，且燃烧匙底部有小孔，便于漏掉其中溶液；

（４）白磷须过量；

 （５）气密性良好，所收集的气体必须与外界压强相等；

 （６）ｄ开关两侧的导管中注入水，以减小实验误差。

２、体积分数的测定

 （１）打开开关ａ、ｂ，关闭开关ｃ、ｄ，用嘴通过导气管向Ｂ瓶吹气，并冷却至室温，直到收集５００ｍｌ室温气体；

 （２）关闭开关ａ，ｂ， 打开开关ｃ，ｄ， 用打气筒向Ａ瓶中充气，将Ｂ瓶中呼出的气体缓缓通过Ｃ瓶中的NaOH溶液；

 （３）读出量筒中溶液的体积Ｖ_１， ＣＯ_２体积为（５００－Ｖ_１）；

 （４）关闭开关ｃ，ｄ，将Ｃ瓶放入烧杯中，用水浴加热，直到白磷燃烧；

 （５）等Ｃ瓶冷却到室温，打开开关ｄ，ｄ开关二边导管都插入液面下，使ｃ瓶气压和外相等。

 （６）读出量筒溶液体积Ｖ_２，得Ｏ_２体积为 （Ｖ_１－Ｖ_２）；

 （７）读出Ｎ_２的体积为：Ｖ_２。

 （８）同一组按上述步骤做３次；

   数据列表

   上组实验各气体的体积分数均值分别为：Ｎ_２％＝79.7％、Ｏ_２％＝15.12％、ＣＯ_２％＝5.1％。

３、结论