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摘要:注射器是一种常见的医疗用具,在化学实验中也能起到一定的作用。结合已有的经验,对注射器的使用进一步探索、尝试,如:收集气体;读取气体体积的变化;气体溶解度实验等,使注射器成为化学实验的得力小助手。
关键词:注射器;化学实验;应用
文章编号:1005–6629(2013)8–0040–02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
注射器是一种常见的医疗用具,在化学实验中也能起到小助手的作用。有些文章曾介绍了一些注射器的使用方法,如:代替长颈漏斗或分液漏斗添加液体药品;抽取薯片、蛋黄派等包装袋中的气体进行检验;对比气体、液体的分子间隔大小;代替胶头滴管吸取或滴加液体;在对比实验中取等体积液体等[1,2]。使用注射器使这些实验变得更加方便、简捷、准确。
注射器还可以发挥什么作用呢?笔者在化学实验教学中不断地进行探索、尝试。下面是笔者的一些做法,希望能和更多的教师共同交流学习。
1 收集气体
使用注射器可以轻松地收集气体,并完成气体反应实验。
1.1 检验燃烧产物中的二氧化碳
教材上介绍了两种方法,用一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,或者将罩在火焰上方的烧杯迅速倒转,倒入适量的澄清石灰水,振荡。但是,这两种方法都不易出现明显现象。如果使用注射器,则会操作简单,现象明显!用注射器吸入适量澄清石灰,再吸取火焰上方气体(见图1),振荡,澄清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧生成了二氧化碳。
1.2 检验饮料瓶中的二氧化碳
通常使用的方法是将瓶中气体导出,通入澄清石灰水,或打开瓶盖,在饮料瓶上方放一个内壁沾有澄清石灰水的玻璃片或烧杯。但是,笔者发现这样实验很难观察到石灰水变浑浊,如果使用注射器就很容易出现现象。首先,在注射器中吸入适量澄清石灰水,然后振荡饮料瓶,用注射器刺破饮料瓶,吸取瓶内气体(见图2),振荡,观察到石灰水变浑浊。
2 读取气体体积的变化
通过观察注射器活塞的移动,能方便地观察到内部气压的变化,还能读出减少或增加的气体体积。
2.1 测定空气中氧气的含量
取一支50 mL的注射器,抽出活塞,在针筒中放一块金属片,在金属片上放一块白磷(表面水分用滤纸擦干)。放入活塞,使活塞停在40 mL刻度处,用橡皮塞堵住针头出口(见图3),然后把注射器放入热水(60℃左右)中。白磷燃烧,产生大量白烟,活塞开始向外移动。当燃烧停止后,再把注射器放入室温的水中,活塞向里推动,最后停在大约32 mL处,证明氧气约占空气体积的1/5。
使用注射器,使反应始终在密闭装置中进行,既防止环境污染,又减小实验误差,同时读数方便、准确。
2.2 二氧化碳的溶解性实验
二氧化碳能溶于水,在通常状况下,1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳。怎样通过实验证明呢?首先在注射器中吸入5 mL的水,再吸入10 mL的二氧化碳,堵住出口,轻轻振荡,观察到活塞向前推进大约5 mL。
3 气体溶解度实验
借助注射器,可以形象地演示气体的溶解度随压强的变化而变化。抽出活塞,向针筒中加入少量碳酸钠粉末,再吸入食醋用橡皮塞堵住针头出口。碳酸钠和食醋反应产生大量气泡,一段时间后气泡减少,这时如果向外拉动活塞,气泡又会变多,如果向里推动活塞,气泡又会马上变少,甚至消失。当反应停止,气泡不再产生时,再往外拉动活塞,又会产生气泡,向里推动活塞,气泡消失。如此反复几次,都会出现同样的现象,这说明气体溶解度随压强增大而增大,随压强的减小而减小。也可以在注射器中吸入碳酸饮料或水,向外拉动活塞时,会观察到气泡逸出,向里推动活塞,气泡消失。这个实验操作简单,现象明显,学生在家就能完成。
由于注射器具有密闭性好、体积小、污染少、操作简单、安全可靠等优点,所以在收集气体、微型实验、家庭实验等方面能起到重要作用。借助注射器可以对某些实验进行改进,可以巧妙地完成一些看似复杂的实验。可见,注射器的确是我们进行化学实验的得力小助手。
参考文献:
[1]林蕾.注射器在化学实验中的妙用[J].化学教学,2006,(3):8~9.
[2]杨永俊.注射器在初中化学新课程实验教学中的妙用[J].中学化学教学参考,2007,(3):33~33.