化學實驗裝置氣密性檢查的系列研究

楊培州

摘 要：在新課改的要求，各學科對實驗的重視提高，化學作為實驗性科目之一，對化學實驗裝置的配備及常規檢查是必要的，本文通過介紹化學實驗裝置氣密性檢查的原理、存在問題及解決方法，熟練掌握，更好的完成化學實驗。

關鍵詞：化學;實驗裝置;氣密性檢查;方法措施

化學實驗作為化學課上的重要組成部分，實驗裝置的配備及檢查方法也是很重要的，化學氣密性檢查方法有很多，本文從氣密性檢查方法著手，歸納方法的原理及存在問題，并加以解決，為實驗提供良好的教學環境。

一、化學實驗裝置氣密性檢查的原理

化學實驗氣密性檢查的原理是克拉伯龍方程式，具體方程式壓強乘以物體體積等于物質的重量與溫度和常數的關系，由方程式可見，壓強差的改變由幾個因素決定，為密閉環境中氣體的溫度、體積或者物質的重量以及自身壓強的改變都會影響壓強值[1]。由原理可知，進行裝置氣密性檢查時，第一步就是相辦法封閉排氣孔，多借助水、彈簧設置或者橡皮塞實現裝置的密閉;第二步是想辦法增大或減小裝置內的氣壓值，多采用加熱溫度、加水或者抽氣方式進行，最后依據是否出現壓強差現象，可依據接觸面是否有氣泡、實驗裝置中水柱的出現情況、裝置內液面下降情況等，具體判斷實驗裝置是否完好，密閉性是否達標。

二、化學實驗裝置氣密性檢查的現存問題

在當前的教學環境中，由于科目眾多，學生時間緊，學習任務繁重，導致化學實驗基本上都是依靠教師在課堂上的文字講解或者簡單的實驗演示，如此一來，學生很難真正掌握實驗操作原理及相應的操作步驟，以密閉性裝置檢查為例，經過老師抽查發現，學生回答相關問題時不能完整描述實驗步驟，對實驗現象的解釋也是模糊不清，這樣教學的目標怎會實現[2]。此外，關于忽而學實驗裝置密閉性檢查方法有很多種，教師在課堂上不能一一展示，相應的原理及操作學生掌握情況不理想，最基本的實驗都不能完全實現全員操作，化學實驗裝置的密閉性檢查效果自然不理想，導致教學目標不達標。

三、化學實驗裝置氣密性檢查的方法

（一）通過注水增加氣壓

氣密性檢查在化學實驗中很常見，利用注水的方法一是水源充足，容易尋找和保存，二是操作方便，學生上手較快，效果明顯。例如高中化學人教版中關于“實驗室制取二氧化碳即CO2”的實驗操作時（見下圖a），大都使用的都是注水增加氣壓的方式。具體操作為：首先，轉杯長頸漏斗，通過注水將漏斗尾端封嚴，以達到封閉排氣口的目的;其次，將彈簧裝置夾在軟膠管上端，再封嚴一個排氣孔;再次，繼續注水達到長頸漏斗的水面高度高于原先瓶內水面，已壓縮瓶內氣體，實現氣壓增大的目的;最后，停止注水后，假如長頸漏斗水面一直高于瓶內水，則氣密性良好，試驗裝置良好[3]。

再比如“實驗室內分解過氧化氫制取氧氣”的實驗操作中（見下圖b），也可以通過注水增加氣壓的方法達到目的。但操作與制取二氧化碳略有差異，具體操作如下：首先將彈簧裝置夾在相應的軟膠管上，然后通過向分液漏斗注入適量的水，最后打開分液漏斗的活塞放水，假如水流難以流下，證明氣密性良好。

兩中飾演都是采取注水方式檢驗氣密性，原理相同，但操作略有不同，教師指導學生實驗時應注重細節，提高實驗精準度。

（二）浸水增加氣壓法

浸水增加氣壓法與注水增加氣壓法都是利用水這一物品進行檢測，但方法原理不同，浸水增加氣壓法相對于上一方式操作更為簡單，以便于觀察，此方法使用的水最好為帶顏色的。

高中化學人教版中關于“利用球形干燥劑制取二氧化碳即CO2”的試驗中（見下圖a），其氣密性檢查操作如下：一是先將彈簧裝置夾在相對應的軟膠管上端，以便將一個排氣孔封嚴;二是再將裝有干燥劑的細管底端插入水中，再將一個排氣孔封嚴;三是稍稍用力將裝有干燥劑的細管深入到水下恰當的深度，以便實現壓縮裝置內氣體的目的，實現氣壓增加。完成一系列的操作后，觀察變化，如果水難以進入細管中，則表示氣密性良好，裝置不漏氣。

再比如“實驗室內制取二氧化碳的裝置”（如下圖b），與注水式不同[4]。同是二氧化碳制取，原理卻不一樣，操作簡單易學，步驟如下：一是將彈簧裝備夾在相對應的軟膠管上方，二是把長頸漏斗的口呈直立狀態倒立于水中，三是稍微加大力氣將長頸漏斗置于水下恰當的深度，以便更好的壓縮裝置的氣體，實現加大氣壓的目的。操作結束后，如果發現水難以進入漏斗之中，則表示氣密性良好，要是以便更好的觀察，可以在操作前在漏斗內塞進一張干燥的紙巾，結束操作后觀察紙巾是否干燥，氣密性檢查結果就一目了然了。

結語：綜上所述，我們要善于利用不同的方法，對于化學實驗中的各種實驗裝置及儀器的使用都要嚴格規范，教師積極引導學生依據氣密性檢查的基本原則，心智耐心的做好每一次的密閉性檢查，以便更好的完成實驗，達到實驗目的。

參考文獻

[1]秦曉川，劉加平，石亮，etal.荷載與氯離子耦合作用下混凝土耐久性試驗方法與裝置的研究進展[J].材料導報，2020（3）：106-115.

[2]陳怡.系統思維在高中化學教學中的應用研究＼r——運用系統的關聯性設計化學實驗方案[J].化學教與學，2019，000（001）：23-24，18.

[3]鐘惠妹，陳新華.＼"教-學-評一體化＼"促進深度復習的教學設計——以＼"化學實驗裝置氣密性的檢查＼"為例[J].化學教與學，2019，000（002）：36-38，41.

[4]趙偉華.核心素養視角下的化學實驗復習策略研究——以《探究式實驗的設計與評價》復習課為例[J].廣西教育，2019（10）：158-160.

本文為福建省泉州市教育科學研究所《新高考背景下高中生化學實驗能力的培養策略》（QG1352-043）的研究成果