壓強差在氣體性質實驗中的應用

文章編號：1005－6629(2008)08－0009－02中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C

究竟如何提高演示實驗教學的質量呢？首先，要提高實驗的可觀性。所謂可觀性，就是實驗現象鮮明，便于學生觀察。其次，增加實驗的趣味性。學生的好奇心特別強且富于幻想。采用趣味演示能使學生的對實驗有新奇感，讓學生在愉快的實驗中度過，輕松理解所學的知識。壓強差在檢驗裝置的氣密性、防倒吸、防堵塞以及噴泉實驗中得到很好的利用。不僅如此，壓強差還可以用來設計有關氣體的性質實驗。下面結合實例，介紹如何巧妙使用壓強差來設計和改進演示實驗。

1利用反應產生的壓強差，讓實驗現象更加鮮明

硫化氫和二氧化硫的反應，由于兩種氣體都有毒，產物中還有固體硫產生，實驗裝置要兼顧現象和安全性，如圖1所示。將事先收集好硫化氫和二氧化硫的兩個錐形瓶按圖1所示連接好，二氧化硫在上，硫化氫在下。兩氣體接觸后發生反應，隨著反應進行體系的壓強減小，瓶2中的氣球逐漸增大。一段時間后瓶2的瓶壁上還有黃色的硫產生。實驗現象鮮明，無污染，安全可行。此裝置同樣可以用于氨氣和氯化氫氣體的反應。

二氧化氮和水的反應在二氧化氮的化學性質中有著舉足輕重的地位。利用反應產生的壓強差同樣可以改進實驗。如圖2所示，向事先收集好二氧化氮的圓底燒瓶中注入水，隨著反應進行氣體的顏色逐漸變淡，瓶內壓強也逐漸減小，瓶中氣球逐漸膨脹。再向瓶內注入氧氣，氣體顏色加深，振蕩后又變淡。反復幾次，直至完全反應。整個過程，學生可以輕松的觀察到反應的進程，并且可以檢驗出反應的產物。實驗裝置簡單，安全，無化學污染。

2 人為利用壓強差，巧妙設計實驗

利用壓強差可以用于檢驗香煙燃燒的產物（見圖3）。根據科學家實驗統計，香煙煙霧中有一千多種化合物，其中至少有三百種化合物在不同程度上有毒，如一氧化碳，尼古丁、醛類等。有的還具有致癌作用，如聯苯胺、亞硝胺、3，4-苯并芘等。本實驗僅檢驗一氧化碳、尼古丁和醛類。一氧化碳可與鮮血中的血紅蛋白結合，這時血紅色的血液會變成鮮紅色，表示血液中毒。尼古丁又叫煙堿，煙堿遇氯化汞溶液會產生白色沉淀。醛類可通過銀鏡反應來檢驗。在試管3中加入3毫升到5毫升新鮮的動物血(雞、鴨等家禽的血都可)，加少量苯酸鈉作抗凝劑。實驗時打開止水夾，點燃香煙，廣口瓶中因氫氧化鈉溶液的流出產生負壓，使燃燒產物沿導管被吸入，幾乎不向空氣中擴散，使香煙的煙霧通過試管1(其中盛入1/3管蒸餾水)，再通入試管2。當點燃到第四支香煙時，血液可明顯的看出由血紅色逐步變成鮮紅色，這說明一氧化碳與鮮血中的血紅蛋白結合。試管2中加入10毫升95％的酒精，當點燃到第三支香煙時，可看到酒精的顏色逐漸變為黃色，當點完第七支香煙時，溶液可變為褐色。取下試管2，倒2毫升褐色溶液于另一試管中，再滴入幾滴氯化汞溶液，立即生成白色沉淀，這說明有尼古丁存在。最后取下試管1，倒5毫升溶液于另一試管中，加2毫升銀氨溶液，放在水浴中微熱，可觀察到有銀鏡生成。

用帶有過濾嘴的香煙代替普通香煙，做同樣的試驗以作對比。（實踐證明，有過濾嘴和沒有過濾嘴的香煙，其煙霧沒有明顯區別，說明過濾嘴僅能濾掉微粒而濾不掉有毒氣體。）此實驗過程生動地再現了吸煙對人體產生的危害，實驗現象鮮明。整個實驗裝置簡單、嚴密。不會產生任何化學污染，操作可行。

將此裝置稍微加以改變，根據燃燒物質的性質，選擇對應的試劑即可。如硫化氫的燃燒產物中含有有毒氣體二氧化硫，在設計實驗時也應考慮到安全隱患（見圖4）。實驗時，打開止水夾，點燃硫化氫氣體。廣口瓶中因氫氧化鈉溶液的流出產生負壓，使燃燒產物沿導管被吸入，幾乎不向空氣中擴散，實驗中觀察到試管1中的溶液變藍，說明有水生成；試管2中的品紅溶液褪色，說明產物中有二氧化硫；漏斗壁上有黃色固體物附著，說明有硫化氫不完全燃燒產物。實驗結束后及時關閉止水夾，廣口瓶中吸收二氧化硫等有毒氣體。實驗現象明顯，無化學污染，學生可以輕松觀察出硫化氫氣體燃燒的整個過程和其產生的產物。