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第1章 空气成分的测定

无污染的空气成分测定

原理蜡烛在盛有空气的密闭容器中燃烧,消耗空气中的氧气,碱溶液吸收产生的二氧化碳,液面上升1/5。

部分仪器用品制作

(1)取一去底容积为500ml无色细口瓶(或500ml透明无色塑料瓶),把液面上容积分成5等分,顶端塞一橡皮塞,如图1所示。

(2)取一适当大小塑料瓶盖,盖内固定2~3支小蜡烛,烛高1cm左右。

具体操作(1)在一玻璃水槽内倒一定浓度碱溶液,液面齐零刻度处,并滴入几滴酚酞。

(2)使内装小蜡烛的塑料瓶盖浮于碱液面,并点燃小蜡烛数支。以耗尽瓶内氧气为原则,确定点燃小蜡烛的支数。

(3)蜡烛正常燃烧后,迅速罩上细口瓶,立即塞紧瓶塞。

(4)蜡烛熄灭后,摇动细口瓶加速二氧化碳在碱溶液中吸收,片刻红色液面上升到刻度V/5处。

优点:操作简单、易做、效果明显,无空气污染发生。

缺点:罩无底细口瓶或塞瓶塞时若动作不迅速,空气有外逸现象,液面上升可能大于1/5。

成败关键:罩上无底瓶,塞瓶塞动作要迅速。

空气中氧气含量的测定

装置制作

取直径4cm左右的玻璃管约20~25cm一段,在一端留出约4cm长一段做零点,另一端塞上一个插有燃烧匙的橡皮塞。将零点到橡皮塞这段玻璃管平均分为5等份,并标上刻度。

实验操作

将制作好的装置在水槽内用铁夹固定在铁架台上,向水槽内加水刚到零点为止。

在燃烧匙中盛少量细砂,上面放少量白磷或红磷,然后用酒精灯加热到磷燃烧后立即插入玻璃管中并塞紧塞子,待磷熄灭后,装置内的水位基本能够上升到刻度1外。

实验优点:

(1)装置取材方便;(2)操作简便易行;(3)实验准确性高。

注意事项:

(1)水槽内水位不能超过零点;(2)燃烧匙要插深些,但不要低于刻度1处。

空气成分测定实验的改进

为克服传统的空气成分测定演示实验误差大和操作时有忙乱感的现象,江苏徐州师专王锦化老师将该实验进行改进为:

(1)找一只38V手电筒用小灯珠,小心地取下电极,如图3安装,作为点燃器。

(2)取一只结晶皿或水槽,加适量水后,再加入10ml浓NaOH溶液,以利于吸收燃烧时产生的O2。

(3)取一只直径30mm、长180mm左右的玻璃管或钟罩,也可用截去底的生理盐水瓶,将其在水面以上部分平均分为五等份,用细胶布或橡皮筋做标记。实验前用浓NaOH溶液将其内壁均匀润湿。

(4)取一截20mm长的普通照明蜡烛,点燃使烛心周围凹进去5mm,然后吹熄。趁热在心根部插上两根10mm长的火柴,使火柴头紧靠烛心。再取两根火柴头上的药物放在火柴根部,作为引燃剂。最后将蜡烛如图插在铁丝上固定,就可以从容地进行实验了。

实验时,先向水中滴入几滴酚酞试剂,以利观察水位的上升,然后打开连有两节5号电池的电源开关,蜡烛立刻就会燃烧。玻璃管中的水面即刻上升,三分钟后水面便可达到理想高度。

空气中氧气含量的测定

“空气中氧气含量的测定”课本实验,看起来简单,实际做起来比较麻烦,操作也不够方便。

①带刻度500毫升葡萄糖注射液瓶②燃烧匙红磷③带玻璃短管胶塞④带止水夹的胶管⑤盛满水的大烧杯实验装置操作将注满水的胶管一端用止水夹夹紧,并将该端接入胶塞玻璃短导管上。

取过量红磷,置于燃烧匙内,用酒精灯点燃,当红磷燃烧时,迅速插入瓶内,并用瓶塞紧塞,立刻瓶内形成大量翻滚白烟。2-3分钟后待瓶内红磷燃烧终止,打开止水夹,大烧杯内水沿胶管迅速注入瓶内,直至1/5刻度为止。

测定空气中氧气体积的简易方法

简易装置:取一次性注射器的外管,洗净,晾干。选择一个合适的橡胶塞,将事先准备好的铜丝插入胶塞中央,塞在注射器上,使铜丝下端距注射器底部约05厘米。再把胶塞连同铜丝取下,把铜丝下端轧成勺状,再取约2厘米长的一段铜丝一端轧成勺状,用细铁丝绑在胶塞的铜丝上,两勺相距2至3厘米。把注射器针头拔下,用一次性输液管上的小皮套套在小孔上,使其不漏水不透气。

操作过程:先往两勺上各放绿豆粒大小的一块白磷,慢慢伸进一次性注射器外管中,把胶塞塞紧。竖直放在盛有70℃以上开水的玻璃杯中(杯中水面应超过上端勺的位置),很快看到白磷燃烧,反应停止后,取出注射器,待冷却后再竖直插入冷水中(有颜色效果更好),取下下端小皮套,片刻,看到注射器中进入约五分之一体积的水。

实验原理:白磷的着火点40℃,在开水中的注射器内空气温度高于40℃,白磷自燃,消耗掉注射器内的氧气,压强减小,冷水进入,水的体积即为注射器内空气中氧气的体积。

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