飲料瓶在化學實驗中的利用

摘要：介紹了利用生活中常見的廢棄飲料瓶加工成可以進行氣體爆鳴實驗、CO2氣體的性質實驗、甲烷氣體的性質實驗或簡易凈水器的裝置，并介紹了相應的實驗方法。通過這些實驗，既能做到廢物利用，又能為化學實驗增添光彩，對學生創新精神與實踐能力的培養也是大有裨益的。

關鍵詞：飲料瓶；初中化學實驗；實驗教學

文章編號：1005–6629（2013）12–0046–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

“教師和實驗員應指導學生利用生活中的廢棄物制成簡易的實驗儀器，從日常生活用品中尋找可替代的化學試劑。例如，用廢棄的飲料瓶和小藥瓶作反應容器，……培養學生利用資源的意識和實踐能力。”[1]

生活中隨處可見各種塑料飲料瓶，它能為化學實驗的改進建奇功。飲料瓶密閉性好，能防止氣體的泄漏；瓶身透明，實驗現象一目了然；反應產物保存完好，檢驗方便；有固定容積，易于控制氣體的體積；來源于生活，能給學生帶來親切感。實驗時，要根據具體情況對瓶子進行改裝。

1 爆鳴實驗

1.1 制作方法

（1）點火器：拆開打火機，取出高壓發火部件，把雙股導線的一股接在發火花的導線上，另一股接在發火花部件下方的金屬圓柱體上，然后把該部件重新插入打火機外殼并安裝好。放電尖端，要靠近點。

（2）爆炸氣筒：取一個500 mL圓柱形塑料飲料瓶，去底，把它的體積分成十等份，在瓶的外壁上做好標記。

（3）自制水槽：把大號塑料橙汁瓶的上部去掉，留下部為自制水槽。

1.2 使用方法

（1）收集氣體：旋開爆炸氣筒的蓋子，然后把它放入自制水槽中，向水槽中加水至氣筒內的液面升到所需體積的刻度，旋緊蓋子（如圖1），收集氣體。

（2）點火引爆：從水槽中取出收集了一定體積氣體的氣筒，放在平穩的桌上，從底部伸入點火器的放電端（如圖2），按下點火器，立刻發生爆炸，瓶子豎直上升，猶如火箭升空。

（3）氫氣爆炸最猛烈點：氫氣和空氣的體積比大約2：5，即約氣筒體積的30%，在氣筒底往上第三標記處。

（4）做干燥面粉爆炸實驗：在桌上放好燃著的蠟燭和干燥的面粉小瓶及鼓氣裝置（可用注射器代替）。一罩上飲料瓶就馬上鼓氣，以免蠟燭燃燒時間過長降低容器內氧氣濃度，導致實驗失敗。

2 二氧化碳的性質實驗

2.1 二氧化碳溶于水

用礦泉水瓶收集一瓶二氧化碳氣體，注入半瓶水，蓋上蓋子后振蕩，發現礦泉水瓶變“瘦”，證明二氧化碳能溶于水。

2.2 與氫氧化鈉溶液的反應

用礦泉水瓶收集一瓶二氧化碳，注入10 mL氫氧化鈉溶液，蓋上蓋子后振蕩，發現瓶子嚴重變癟，與上述實驗1比較可知少量水溶解了二氧化碳不可能導致瓶子發生如此大的變形，說明二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生了化學反應。

2.3 二氧化碳的貯存

用礦泉水瓶收集氣體貯存備用不易逸漏，特別是比較同體積的二氧化碳和空氣質量大小時，用紙杯做的簡易天平受風的影響會發生擺動，用集氣瓶傾倒會碰到紙杯影響實驗，而用礦泉水瓶收集二氧化碳做實驗效果好。

2.4 泡沫滅火器實驗

如圖3，取500 mL大口橙汁飲料瓶，在離瓶口2 cm處用鐵釘穿一小孔，代替吸濾瓶。內裝碳酸鈉濃溶液40 mL，用小塑料藥瓶裝20 mL濃鹽酸，用細線系住后放入飲料瓶中，旋緊瓶蓋。將瓶子翻轉，可觀察到明顯的實驗現象。改進后裝置最大的優點是可避免因飲料瓶內氣體壓力過大瓶塞被彈開。

3 甲烷（沼氣）的性質實驗

3.1 沼氣產生原理演示（點燃氣體前要檢驗純度）

用燒熱的玻璃棒分別在兩個礦泉水瓶a、b的下部熔個小孔（大小以厚橡膠管剛好插入較緊為宜）。在a號瓶中盛滿吃剩的面條、米飯和湯水（在a號瓶下部的小孔處要放一塊鐵紗網，以防止面條、米飯堵塞橡膠管），瓶口塞上帶尖嘴導管的橡膠塞，用彈簧夾夾住尖嘴導管上的橡膠管，然后用橡膠管將a、b兩瓶連接起來（如圖4），再往b瓶中放些水液封橡膠管并敞口。幾天后a瓶中有液體進入b瓶，振蕩a瓶有氣泡產生。當a瓶中有三分之二體積的氣體時打開彈簧夾，向b瓶中加水，a瓶中的氣體從尖嘴導管排出，可做燃燒實驗。

3.2 沼氣的燃燒

如圖5，將500 mL的礦泉水瓶去底，瓶口塞上帶尖嘴導管（連接在橡膠管上，橡膠管處夾上彈簧夾）的橡膠塞（裝置1）。把1.5 L的飲料瓶截去上部，留下部圓柱體，底部放些水備用（裝置2）。用裝置1在有較多植物廢棄物的淺水池沼中收集沼氣（不用實驗制取，利于理解農村沼氣池原理）。集滿后取出放入裝置2，在裝置1上套上鐵圈，防止上浮。打開彈簧夾，向裝置2中緩緩加水，在導管尖嘴處點燃即可觀察到沼氣燃燒。

4 簡易凈水器的制作

圖6所示裝置用于演示水的凈化原理，且能說明木炭（或活性炭）有吸附作用。棉花用于濾去木炭粉末，細砂除了可起粗濾作用外，還用來壓住小木炭，防止加水時小木炭浮起，有助于濾去水中的懸浮固體雜質。實驗時，可向裝置中加入淡淡的混有少量泥沙和紅墨水的不凈水，出口處流出的是澄清的水。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2012：58.