接觸過(guò)有機(jī)化學(xué)的人都認(rèn)識(shí)冷凝管,基本上也操作過(guò)冷凝管。冷凝管是一種做工相當(dāng)精細(xì)的化學(xué)專用儀器,具有很高的實(shí)驗(yàn)價(jià)值。
一、自制“冷凝管”的結(jié)構(gòu)
自制“冷凝管”由內(nèi)管穿越外管,置于外管的內(nèi)部,并用兩個(gè)各帶兩孔的橡膠塞緊緊連接而構(gòu)成,內(nèi)管分別穿過(guò)兩個(gè)橡膠塞的兩孔,外管套住兩個(gè)橡膠塞,內(nèi)管略長(zhǎng)于外管,內(nèi)管下端用橡膠管連接于彎玻璃導(dǎo)管代替牛角接管。再在兩個(gè)橡膠塞剩余的兩孔分別連接兩個(gè)彎短玻璃導(dǎo)管,排在下方的彎短玻璃導(dǎo)管朝下為進(jìn)水管,上方的彎短玻璃導(dǎo)管朝上為出水管,這樣從下口進(jìn)水管流進(jìn)的循環(huán)水在外管和內(nèi)管之間就可以保持一段水柱,對(duì)蒸餾燒瓶蒸出的氣流進(jìn)行冷卻,起著冷凝液化的作用。能讓沸點(diǎn)不同的兩種液體能完好地分開(kāi),完成分餾蒸餾操作。自制“冷凝管”的內(nèi)管要用玻璃管做成,外管則可用玻璃管、塑料管、竹筒都可以。
二、用自制“冷凝管”進(jìn)行分餾實(shí)驗(yàn)
在化學(xué)第二冊(cè)教材中的137頁(yè)有個(gè)演示[實(shí)驗(yàn)5-11]:
將100 ml石油注入到以上的蒸餾燒瓶中,在加入幾片碎瓷片以防石油暴沸。然后加熱,分別收集60~150 ℃和150~300 ℃時(shí)的餾分,就可以得到汽油和煤油。
(由于筆者所在的實(shí)驗(yàn)室里只有“原油”,因此用“原油”代替石油進(jìn)行分餾操作。)
按以上的步驟,用上圖自制“冷凝管”分餾裝置和書上的分餾裝置進(jìn)行對(duì)比操作,通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較來(lái)觀察自制“冷凝管”分餾的效果是否達(dá)到要求,是否還需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善。按照以上的實(shí)驗(yàn)步驟及相關(guān)要求操作,經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn),通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,我得到下面的結(jié)果,并列表分析:
通過(guò)上表的分析數(shù)據(jù)反饋,自制“冷凝管”分餾出來(lái)的汽油和柴油量與標(biāo)準(zhǔn)冷凝管相差不大,說(shuō)明自制“冷凝管”也能完成與標(biāo)準(zhǔn)冷凝管一樣分餾操作。由此可見(jiàn),我們可以大膽地運(yùn)用自制“冷凝管”進(jìn)行分餾和蒸餾等操作。并努力地探索,優(yōu)化用自制“冷凝管”進(jìn)行蒸餾分餾實(shí)驗(yàn)操作的設(shè)計(jì),并竭力縮小與標(biāo)準(zhǔn)冷凝管的差距。
三、自制“冷凝管”用于實(shí)驗(yàn)的意義
(1)用自制“冷凝管”來(lái)代替標(biāo)準(zhǔn)冷凝管進(jìn)行蒸餾分餾實(shí)驗(yàn)操作,可以讓沒(méi)有條件的學(xué)校也參與這個(gè)實(shí)驗(yàn),也克服了我們學(xué)校沒(méi)有牛角接管無(wú)法實(shí)驗(yàn)而帶來(lái)的不便。能讓很多條件有限而又愛(ài)好化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的人動(dòng)起手來(lái),完成這方面的實(shí)驗(yàn),滿足于他們的需求。
(2)把自制“冷凝管”用于演示實(shí)驗(yàn),能激發(fā)學(xué)生模仿創(chuàng)新意識(shí)。可用身邊的生活器具,材料設(shè)計(jì)所需的實(shí)驗(yàn)裝置,完成家庭小實(shí)驗(yàn)。可完善我國(guó)中小學(xué)教材教育的要求,用科學(xué)的意識(shí)探索未知領(lǐng)域,培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新能力。
(3)把自制“冷凝管”引入實(shí)驗(yàn),奇妙的設(shè)計(jì)在學(xué)生眼前一亮,會(huì)使實(shí)驗(yàn)妙趣橫生,興趣盎然,由此可以培養(yǎng)他們熱愛(ài)科技、熱愛(ài)效仿的態(tài)度,培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)的樂(lè)觀主義精神和積極向上的科學(xué)意識(shí)。
(銅仁市第二中學(xué))
注:“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”