探究燃燒條件實驗的改進

黃輝云

(福建省仙游第一中學 福建 莆田 351200)

引言

傳統的燃燒實驗存在較多的弊端，在給學生帶來誤解的同時，對實驗者的身體有一定的傷害。首先，傳統的白磷燃燒實驗為敞口實驗，實驗釋放大量有毒氣體，嚴重危害人們的健康。其次，傳統的白磷燃燒實驗中，白磷未與水直接接觸，這就導致了一些學生認為水中的白磷不能夠燃燒。再次，傳統的燃燒實驗因為白磷與空氣接觸進行燃燒，所以一些學生認為白磷燃燒不是由空氣中的氧氣引起的。由此可見，傳統的白磷燃燒實驗存在這些弊端，不利于實驗的環保性和嚴謹性的實現。因此，對傳統的燃燒實驗條件進行改進已經成為必然趨勢。

1.實驗裝置的改進

傳統的白磷燃燒實驗裝置，熱水并沒有與白磷直接接觸，而是通過熱空氣的傳播，間接地讓白磷進行受熱，從而提升白磷自身的溫度，當白磷的溫度達到一定程度，白磷也就能夠進行燃燒。并且，白磷燃燒會產生大量的有毒氣體，而傳統的白磷燃燒實驗又為敞口實驗，那么老師與學生在進行實驗的過程中，就有極大可能會吸入有毒的氣體，從而危害實驗操作者的身體。另外，即使操作者保護得當，沒有吸入有毒氣體，那么有毒氣體排放到空氣中，對環境的污染也是一個重要的問題。因此，對實驗裝置進行改進，讓改進后的實驗裝置能夠讓學生在操作的過程中保證自己的安全，同時能夠減少對環境的污染。

例如：對實驗裝置進行改進，需要處理好白磷燃燒釋放有毒氣體危害環境以及白磷的回收問題。因為傳統的實驗裝置是敞口裝置，所以白磷燃燒產生的氣體直接排放到空氣中，從而危害環境。因此，為了防止白磷燃燒產生的氣體釋放到空氣中，可以將白磷的燃燒實驗轉移到密閉的集氣瓶中進行，這就有效地解決了白磷燃燒產生氣體排放到空氣中的問題。并且，白磷燃燒后剩余的物質始終留在集氣瓶中，有利于實驗完成后對這些物質的回收[1]。

2.實驗探究方法的改進

探究白磷燃燒與哪些因素有關，需要嚴格按照控制變量法，從而才能夠準確地確定白磷燃燒所需要的條件。但在傳統的白磷燃燒探究實驗中，首先，白磷燃燒要達到白磷的燃點，但白磷燃燒與空氣接觸，不能夠準確地確定是空氣中的氧氣使白磷進行燃燒。因此，這一實驗的過程是不嚴謹的。并且，因為傳統的白磷燃燒實驗沒有跟水直接接觸，所以有的人就這樣認為：白磷在水中不會進行燃燒。而這一想法和觀點，往往會危害著人們的生活。如：當生活中白磷燃燒時，如果人們錯誤地認為白磷在水中不會進行燃燒，從而用水去進行滅火，往往會對事情的處理有著壞的影響。因此，對實驗方法進行改進，幫助學生去更加嚴謹地去進行化學實驗的操作。并且，在實驗方法的改進過程中，應該嚴格按照控制變量法的要求，從而保證實驗的嚴謹性。

例如：為了證明白磷在水中也能夠進行燃燒這一觀點，可以在封閉的集氣瓶中注入熱水，直到熱水浸沒白磷，達到隔絕空氣的目的。并且，熱水的溫度應該達到白磷的燃點，從而才能達到控制變量的要求。另外，明確探究的目的：證明白磷能夠在氧氣中進行燃燒。因此，通入的氣體應該為純氧氣，為了能夠讓白磷在熱水中與氧氣直接接觸，應該選用一根玻璃導管將氧氣直接導到白磷的表面。而純氧氣的制取，應該考慮到制取到原材料的造價以及制取過程中是否會產生其它危害到環境的物質。綜合考慮，雙氧水與二氧化錳這一組合制取氧氣的選擇是最優的。因此，通過在一個密閉集氣瓶中制取氧氣，再將制取的氧氣直接導入到白磷的表面。通過觀察發現：在氧氣的作用下，白磷在達到燃點的情況下，能夠在水中進行燃燒[2]。因此，通過這樣的方法對實驗方法進行改進，能夠將實驗探究變得更加細化、更加具體。

3.實驗結束后處理方法的改進

白磷不論是在敞口裝置中燃燒還是在密閉裝置中進行燃燒，都會產生大量的有毒有害物質，這些有毒有害物質如果不及時處理，那么就可能對環境帶來一定的危害，這是化學實驗的要求所不能夠接受的。因此，在進行化學實驗后，通過一些方法，對這些有毒有害物質進行處理是非常重要的。這就說明，對實驗結束后有毒有害物質的處理也是實驗條件改進中一個重要的環節。

例如：白磷燃燒產生大量的五氧化二磷，而五氧化二磷在白磷燃燒時以白煙的形式表現出來，會隨空氣而進行擴散。而改進過的實驗裝置將五氧化二磷封閉在容器中，但實驗后隨著封閉裝置內溫度的冷卻，五氧化二磷會以固態的形式附著在集氣瓶上，因此，對集氣瓶上五氧化二磷的處理也是一個問題。在對集氣瓶進行清理的過程中，將集氣瓶內的水去除，而五氧化二磷附著在集氣瓶內部，未能進行去除。這時，可以才用氫氧化鈉溶液進行集氣瓶的清洗，氫氧化鈉溶液能夠與五氧化二磷進行反應，從而生成磷酸鈉溶液。這一過程，也就將五氧化二磷從集氣瓶上清洗下來，從而實現了集氣瓶的清洗[3]。

結束語

在進行燃燒實驗改進的過程中，以白磷燃燒為例，通過對實驗裝置進行改進，從而讓實驗更加地環保；通過對實驗方法的改進，使實驗變得更加嚴謹，從而讓實驗結果更具說服力；而通過實驗后的處理方法進行改進，有助于實驗后物質的處理。通過這些方面的改進，能夠促進燃燒實驗向著環保、嚴謹、高效的方向發展，從而有利于化學燃燒實驗更好地進行。