美麗的噴泉

張雅娟

在現代城市園林景觀設計中，水是不可缺少的組成部分，噴泉是十分重要的景點之一，因此不管是在公園設計中、是在城市規劃中還是在小區設計中，噴泉的設計與應用是至關重要的。正因為噴泉的美麗與氣勢，所以當它出現在化學實驗中時都會令同學們產生濃厚的興趣。而該部分對學生的掌握層次要求不僅僅是知曉其原理，更觸類旁通。哪些組合可以形成噴泉，更要求同學們在此基礎上與物質的量濃度相聯系，會計算噴泉所產生的各種溶液物質的量濃度。

人教版必修一的教材上是利用氨氣引出此實驗的。我們可從HCl與NaOH溶液組合理解噴泉實驗原理（如圖所示）。圓底燒瓶內集滿了HCl氣體，燒杯和膠頭滴管內是NaOH溶液，將滴管內的NaOH溶液擠壓至燒瓶，由于反應導致燒瓶內壓強迅速減小，此時大氣壓會將燒杯內溶液壓入燒瓶，該部分溶液繼續和HCl反應，使瓶內壓強繼續減小，如此反復，一直將瓶內氣體完全消耗，液體由于重力作用形成噴泉狀。原理相似，氨氣極易溶于水，它的溶解度高達1∶700，令其他氣體望塵莫及。將一個干燥的圓底燒瓶收集滿氨氣，配上一個橡膠塞，該橡膠塞上的膠頭滴管事先吸入一些水，外壁必須擦干，將塞子塞緊后固定于鐵架臺上，擠壓膠頭，將水壓入燒瓶內，由于氨氣的溶解度特性，會有相當于計入水體積700倍的氨氣溶解。此時將長玻璃導管上的止水夾打開，由于燒瓶中壓強減小許多，大氣壓會將燒杯中的水壓入燒瓶，壓入的水繼續溶解氨氣，燒瓶中的壓強又減小，燒杯中的水繼續壓入燒瓶，循環，直至氨氣全部溶解，又因水中滴入了酚酞，所以觀察到了美麗的噴泉。不考慮氨氣的純度和溶液的擴散，液體會充滿整個燒瓶。此實驗不僅讓同學們對噴泉的原理有了感觀的認識，更對氨氣是一種堿性氣體留下了深刻的印象。

通過以上幾例不難看出，不論什么氣體做該實驗，物質的量濃度的計算方法都是一樣的，就是準確確定溶質的物質的量和溶液的體積。噴泉實驗成功的關鍵必須注意以下幾點：1.盛氣體的燒瓶必須干燥，否則甁中有液體，會使瓶口留下空氣，形成的噴泉壓力不大（噴泉“無力”）；2.氣體要充滿燒瓶；3.燒瓶不能漏氣（實驗前應先檢查裝置的氣密性）；4.所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體快速反應。