自动化与AI辅助探究磺基水杨酸的化学反应性

摘要

随着自动化与人工智能（AI）技术在科研领域的持续迭代，化学实验教学亟需革新以适配现代化学研究范式，助力学生掌握前沿工具与方法。本实验创新性融入自动化设备与基于检索增强生成（RAG）技术构建的AI助教，既展现了化学研究的智能化发展趋势，又实现了学生数据分析能力与实验操作效率的双重提升。实验以磺基水杨酸(HO₃SC₆H₃（OH）CO₂H，用H₃R表示)为核心研究对象，聚焦两大核心目标：一是测定其二级、三级电离平衡常数(p K_a2和p K_a3)，二是探究其与铜离子形成配合物的组成及稳定常数。实验过程中，自动化滴定设备与pH计协同工作，精准监测滴定全程pH变化并绘制曲线，同时结合紫外-可见（UV-Vis）光谱完成表征；AI助教支持语音交互答疑，且配套的AI工具可辅助学生快速处理实验数据、精准计算电离平衡常数。针对配合物研究，实验采用等摩尔连续变化法，通过自动化平台精准配制系列比例反应溶液，系统探究配合物的组成规律及稳定性。该实验设计既确保学生扎实掌握酸碱滴定、电离平衡、配位化学等核心知识，又通过沉浸式接触自动化与AI技术，有效培养学生的创新思维与智能技术应用能力，实现了知识传授与能力培养的有机统一。

关键词

AI助教 / 化学自动化 / 磺基水杨酸 / 酸碱滴定 / 配位化合物

基金资助

央属高校业务科研费(20720250005); 2024年福建省高等教育学会高等教育科学研究实验室研究专项课题(24FJSYZD003); 中外化学教育考试比较研究(FJJKKS24-07)