近日,学院宋永娇老师在化学教育领域国际知名期刊《Journal of Chemical Education》上发表了题为《基于天然指示剂的电解池离子迁移可视化实验》(Visualization Experiment of Ion Migration in Electrolytic Cell Based on Natural Indicator)的研究论文。该期刊由美国化学会化学教育分会和ACS出版社共同出版,是化学教育领域具有重要影响力的国际期刊,最新影响因子为2.8。该研究成果以四川师范大学化学与材料科学学院为第一单位,刘瑞教授为通讯作者,宋永娇副教授为第一作者,学科教学(化学)专业研究生王婉秋为第二作者,该成果是我院化学教育研究国际化的重要标志,也是我院学科教学(化学)专业育人水平的重要体现。

该研究聚焦中学化学教学中的电解实验,通过创新的可视化方法帮助学生直观理解离子迁移等核心概念,为中学化学实验教学的改进提供了实践范例。本研究使用铜片为阴极,铁片为阳极,将浸泡有硫酸钠溶液和黄连果实提取物(CGFE)的粉红色琼脂凝胶作为电解质。当电解发生时,在电解池中可以观察到阴极周围出现绿色,阳极周围出现灰紫色,并且随着电解的进行,绿色和灰紫色分别向阳极和阴极迁移。这是由于在阴极产生的OH⁻和在阳极产生的Fe²⁺分别与CGFE中的花青素反应,以及在电场作用下OH⁻和Fe²⁺分别向阳极和阴极迁移。因此,通过实验中宏观颜色的变化可视化了在亚微观层面发生的离子迁移。电解过程中的其他宏观现象,如气体的产生和在绿色与灰紫色区域交汇处的沉淀,与电极和离子反应的机制相关,这些可以作为理解电解池中离子迁移的实验依据,以及发展其他相关化学概念的基础。

文章链接:https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.4c01513
图文:宋永娇
编辑:刘瑞 审核:伍晓春 终审:廖才祥