氣體的溶解度多大時，才能形成噴泉現象

關鍵詞：氣體溶解度；噴泉現象；實驗成功要素

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

文章編號：1009-010X（2013）09-0080-01

人教版普通高中課程標準實驗教科書化學必修1第四章第四節講述氨氣的性質時，為了驗證氨氣極易溶于水，演示了噴泉實驗。做完氨氣的噴泉實驗，有很多學生都問：“是不是只有溶解度很大的氣體才能形成噴泉現象”？本人根據教材及《教學參考書》的知識回答：“只有極易溶于水的氣體才能形成噴泉現象”。那么，是不是真的只有極易溶于水的氣體才能形成噴泉現象？氣體的溶解度多大時，才能形成噴泉現象？

我帶著該問題邊做實驗邊進行如下計算：

假設在常溫常壓下燒瓶的容積為500ml，尖嘴管頂端到燒杯中水面的距離為35㎝，從膠頭滴管里擠出的水量約為0.5ml。

又設1體積水在常溫常壓下可溶解X體積的氣體，則0.5ml的水在常溫常壓下可溶解0.5Xml的氣體。

此時，燒瓶內剩下氣體（500-0.5X）ml。

則燒瓶內壓強變成P=（500-0.5X）×101325/500（Pa）

又已知導管水柱高h=35㎝

則P水=ρgh=1×9.8×350=3430（Pa）

若要產生噴泉現象，則必須：

（500-0.5X）×101325/500 +3430≤101325

解得：X≥33.9（體積）

這就是說，只要1體積水能溶解約大于33.9體積的氣體時，就可用于做噴泉實驗。

因此，我們說噴泉實驗能形象說明氨氣極易溶于水的性質，但不能說只有極易溶于水的氣體才能形成噴泉。事實上，具有一定溶解度的氣體（如1：40的SO2）在一定條件下也能做噴泉實驗。

另外，通過上述計算，我們還能將《教學參考書》中所講的噴泉實驗成功的三要素（①裝置密閉不漏氣；②燒瓶要干燥；③氣體要充滿）再補充兩點，即④滴入燒瓶內的水量不能太少；⑤尖嘴管頂端到燒杯中水面的距離不能太長。同時，通過上述計算能判斷出哪些噴泉實驗能成功，哪些不能成功。