吹出的“焰火禮花”

董永剛

從初中起我們就學(xué)習(xí)到了氫氣的檢驗(yàn),那是一個我們又愛又怕的實(shí)驗(yàn)。由于書本上講氫氣容易爆炸,于是我們對它產(chǎn)生了恐懼感,沒想到高中我們又碰到了類似的難題。原來氫氣除了與空氣混合可以爆炸外,在與氯氣混合光照時也會爆炸,威力也很大。我們在演示時都非常謹(jǐn)慎,很怕出現(xiàn)危險(xiǎn)。我很想解決這一問題,于是到處搜集資料。

我首先借助網(wǎng)絡(luò)。查閱網(wǎng)上有沒有好的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案,通過搜索我查到如下:1.用一個盛飲料的無色透明塑料瓶,首先用排飽和食鹽水的方法收集約3/5—2/3體積的氯氣,然后再迅速通入氫氣至滿瓶,塞緊瓶塞后將瓶正放在日光下(或點(diǎn)燃鎂條照射),立即爆炸,隨著爆鳴聲膠塞向上射出。瓶口出現(xiàn)白霧,擠壓塑料瓶,白霧可持續(xù)不斷冒出。(http://www.c3h3.com/Article/jt/jy/200612/3208.html)2.關(guān)于氫氣和氯氣混合見光爆炸的實(shí)驗(yàn)可以改進(jìn)為如下操作:在一集氣瓶內(nèi),加KMnO4少許,然后加入少量濃鹽酸,瓶口上蓋較厚的紙片。當(dāng)它們發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣使瓶內(nèi)呈黃綠色時,再加入幾粒鋅粒,片刻后,瓶內(nèi)就有一定量2生成。這時,在離瓶約10.cm處,點(diǎn)燃鎂條,當(dāng)發(fā)生的強(qiáng)光照射混合氣體時,可觀察到因瓶內(nèi)的氯氣和氫氣迅速化合,而發(fā)生爆炸,把紙片彈起。(http://www.esanenu.com/blog/u/dazhige/archives/2006/56.html)3.把新收集的一瓶氯氣和一瓶氫氣隔著玻璃片口對口地對著抽出瓶口間的毛玻片,上下顛倒幾次,使氯氣和氫氣充分混合,在兩瓶口間插入兩塊塑料片,然后把兩瓶氫氯混合氣體分開,在離瓶約2～3厘米處點(diǎn)燃鎂條。當(dāng)產(chǎn)生的強(qiáng)光照射混合氣體時,可以觀察到瓶里的氯氣和氫氣迅速化合而發(fā)生爆炸,使塑料片向上彈起(htt://www.ahnu.edu.cn/kecheng/courses/chemistry/3/1/3-1-3.htm)

我認(rèn)為,以上方法仍然沒有解決好爆炸這一問題,而且這幾種方法都缺乏趣味性。于是我決定從產(chǎn)生爆炸的原理入手,爆炸的主要原因是大量的氣體或熱量無法迅速消散而產(chǎn)生的劇烈現(xiàn)象,而構(gòu)成爆炸威脅的主要原因是盛放氣體或熱量的裝置。就像子彈要發(fā)揮威力必須要有彈殼一樣,如果沒有彈殼包裝,火藥只會燃燒而不會爆炸,于是我想到改造氫氣與氯氣反應(yīng)的容器,使其失去危險(xiǎn)性,但一時又找不到合適的材質(zhì)。玻璃若爆炸其碎片危險(xiǎn)性極大,如果換成塑料容器,其透光性也不是很理想,而且在其被炸起時也存在一定的危險(xiǎn)性,不便于在室內(nèi)演示。

周末回到家里,我偶然看到村里小孩在玩吹肥皂泡,令我茅塞頓開突發(fā)奇想,為何不用肥皂泡代替試管,這樣即便爆炸也不會有任何危險(xiǎn),而且如果能看到肥皂泡一起炸開,那將是另一番風(fēng)味的煙火禮花。要實(shí)現(xiàn)這一過程首先要將氫氣和氯氣混合好,然后在一定的氣流下吹出肥皂泡。最開始用裝置圖1和圖2,發(fā)現(xiàn)效果不是很理想,氣流很難控制,太快混合不均勻,太慢肥皂泡又吹不起來。我又將裝置改造如下圖3所示:用干燥管代替集氣瓶,即可以很好混合,也不至于使氣流減緩而吹不起肥皂泡。另外我還用照相機(jī)的閃光燈代替鎂點(diǎn)燃作為光照條件。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)效果非常的好,飛舞在空中的美麗的肥皂泡在一瞬間突然爆炸,那景象一點(diǎn)也不亞于焰火禮花燃放時的壯麗,而且肥皂泡爆炸后四濺的不是玻璃碎片,而是帶著清香味的肥皂沫。在觀看了這一演示后,同學(xué)們都十分興奮,也讓我感到前所未有的自豪。

生活的小事幫我解決了學(xué)習(xí)的大問題,原來創(chuàng)新并不是高不可及。這吹出來的“焰火禮花”讓學(xué)生感到了學(xué)習(xí)的樂趣,更激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。

參考文獻(xiàn):

1.http://www.c3h3.com/Article/jt/jy/200612/3208.html

2.http://www.esanenu.com/blog/u/dazhige/archives/2006/56.html

3.http://www.ahnu.edu.cn/kecheng/courses/chemistry/3/1/3-1-3.htm