基于手机APP判断酸碱反应滴定终点的可视化分析

引用本文: 厉文辉, 朱昶硕, 崔欣宇, 赵晨飞, 邱丽娜, 李燕, 吴传东, 杨敏, 庄媛. 基于手机APP判断酸碱反应滴定终点的可视化分析[J]. 大学化学, 2025, 40(7): 328-335. doi: 10.12461/PKU.DXHX202409062 shu

Citation: Wenhui Li, Changshuo Zhu, Xinyu Cui, Chenfei Zhao, Lina Qiu, Yan Li, Chuandong Wu, Min Yang, Yuan Zhuang. Visual Determination of Acid-Base Titration Endpoints Using Smartphone APP-Based Analysis[J]. University Chemistry, 2025, 40(7): 328-335. doi: 10.12461/PKU.DXHX202409062 shu

基于手机APP判断酸碱反应滴定终点的可视化分析

北京科技大学化学与生物工程学院化学与化学工程系, 北京 100083

通讯作者: 厉文辉，Email: liwh@ustb.edu.cn

基金项目:
北京科技大学“课程思政特色示范课程”建设项目(KC2023SZ29)；北京科技大学2023年度研究生教材建设重点项目(2024JCA023)；北京科技大学全英文教学示范课程建设项目(KC2022QYW09)；北京科技大学2024年度国际学生教材专项建设项目(JC2024YBGJXS007)；北京科技大学重大教改项目《思想强基，创新铸魂--基础学科拔尖人才培养探索》 (JG2023ZD05)

摘要: 本实验创新性地将RGB (Red红，Green绿，Blue蓝)检测方法应用于分析化学教学实验中，通过自主开发的Color Picker软件，记录滴定反应进程中溶液颜色RGB值的变化，建立了以溶液中G/(R+G+B)二阶微分值变化判断滴定终点的分析方法。将该方法应用于“无水碳酸钠标定盐酸溶液”实验中，终点误差均在0.1%以内，三次平行实验相对标准偏差为0.084%。该方法与目视滴定法相比，具有较高的准确度和重现性，也为色弱、色盲等色觉异常患者提供了参与化学实验的机会。本实验不仅有助于培养学生严谨的科学态度，更能有效激发学生的创新思维、提高学生的创新能力，使学生在实践中深刻体验化学实验的魅力。

关键词:

English

Visual Determination of Acid-Base Titration Endpoints Using Smartphone APP-Based Analysis

Department of Chemistry and Chemical Engineering, School of Chemistry and Biological Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China

Corresponding author: Wenhui Li, liwh@ustb.edu.cn

Received Date: 12 September 2024
Revised Date: 09 December 2024
Available Online: 21 April 2025

Abstract: This study innovatively applies the RGB (Red, Green, Blue) detection method to analytical chemistry teaching experiments. Utilizing our self-developed Color Picker software to monitor RGB value variations during the titration process, we established an analytical approach for endpoint determination based on second-order differential changes in the G/(R+G+B) ratio. When implemented in the “Standardization of Hydrochloric Acid Solution with Anhydrous Sodium Carbonate” experiment, the method demonstrated endpoint errors below 0.1%, with a relative standard deviation of 0.084% across triplicate measurements. Compared with conventional visual titration, this technique exhibits superior accuracy and reproducibility while providing accessibility for color vision-deficient students. The experiment not only fosters students’ rigorous scientific approach but also stimulates innovative thinking, enhancing their practical understanding of chemical experimentation.

Key words:

1. [1]
  赵小明, 滕鹏超, 宗靖国. 电子科学技术, 2014, 1(3), 303.
2. [2]
  周言凤, 廖丽萍. 广东化工, 2016, 43(19), 74.
3. [3]
  李克安, 赵凤林, 彭崇慧, 冯建章, 张锡瑜. 分析化学定量化学分析简明教程. 第3版. 北京: 北京大学出版社, 2009: 72–74.
4. [4]
  颜玉缘, 孟志勇, 胡建民. 中华眼视光学与视觉科学杂志, 2021, 23(5), 391.
5. [5]
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6. [6]
  Wang, H.; Wang, H. H.; Jia, Y. T.; Sun, R. Y.; Hong, W. X.; Zhang, M.; Li, Z. P. Anal. Chem. 2019, 91(19), 12428.Wang, H.; Wang, H. H.; Jia, Y. T.; Sun, R. Y.; Hong, W. X.; Zhang, M.; Li, Z. P. Anal. Chem. 2019, 91(19), 12428.
7. [7]
  彭崇慧, 冯建章, 张锡瑜. 分析化学定量化学分析简明教程. 第4版. 北京: 北京大学出版社, 2020: 88.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

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通讯作者: 厉文辉，Email: liwh@ustb.edu.cn

English

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