創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究“焰色反應(yīng)”

張娟

摘 要：改進(jìn)了“焰色反應(yīng)”的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，從無(wú)色火焰的制取到火焰載體的改進(jìn)再到藥物托體的改造，全部煥然一新，彌補(bǔ)了原裝置的不足，獲得更明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)；化學(xué)；焰色反應(yīng)

一、實(shí)驗(yàn)研究的背景

在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)、化學(xué)I（必修）中介紹了幾種金屬的焰色反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)操作，但在實(shí)際中使用教材介紹的實(shí)驗(yàn)方法很難得到明顯現(xiàn)象。

二、實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程

為了獲得無(wú)色火焰，筆者經(jīng)過(guò)不斷的研究從而確定了用以氫氣為燃料的氫氧焰來(lái)取代酒精燈火焰，實(shí)現(xiàn)了低成本、簡(jiǎn)易裝置就可獲得明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的目的，實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程如下：

1.儀器藥品

儀器：鐵架臺(tái)、膠管、帶導(dǎo)管的橡皮塞、啟普發(fā)生器、燒杯、酒精燈、酒精噴燈、帶膠塞的洗氣瓶、直徑約4 mm的不銹鋼金屬管、玻棒、水槽、蒸發(fā)皿、錫箔、不銹鋼芯、容量瓶。

藥品：鋅粒、體積比為1∶3的硫酸、濃硫酸、BaCl2溶液、LiNO3溶液、NaCl溶液、Sb（NO3）溶液、CuCl2溶液……

2.無(wú)色火焰的制取

（1）火焰原料的選擇

①酒精火焰

酒精燈火焰為黃色，原因可能在于酒精燈玻璃中鈉離子的干擾，而理論上酒精噴燈產(chǎn)生的火焰為無(wú)色，但實(shí)驗(yàn)中無(wú)法取得無(wú)色火焰，原因在于噴燈口的金屬銅的焰色有影響。

②氫氣火焰

氫氣的純度是獲得無(wú)色火焰的關(guān)鍵，使用揮發(fā)性酸制取氫氣會(huì)影響火焰的穩(wěn)定性，硫酸的濃度為1∶3時(shí)，反應(yīng)速度最快。

（2）藥物托體的改進(jìn)

（3）實(shí)驗(yàn)裝置

啟普發(fā)生器中的反應(yīng)為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

鋅粒與硫酸體積之比為1∶3

三、實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果

收集的金屬離子焰色如下：

鋇Ba（Ba2+）：黃綠色 錫Sn（Sn2+）：藍(lán)紫色

鎘Cd（Cd2+）：淺黃色 鍶Cr（Cr3+）：洋紅色

鋁Al（Al3+）：無(wú)色 鈉Na（Na+）：黃色

……

四、實(shí)驗(yàn)研究的討論

1.改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)有哪些用途

2.關(guān)于無(wú)色火焰制取的討論

實(shí)驗(yàn)中采用氫氣作為火焰原料，避免了酒精中碳粒子激發(fā)所發(fā)出的黃光，保證了火焰成無(wú)色或極淺藍(lán)色，而且氫氣可燃燒范圍大。使用啟普發(fā)生器制取氫氣裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，可以隨時(shí)調(diào)整和終止反應(yīng)。為加快H2的制取速率，可加入三氯化鐵溶液。為保證火焰的穩(wěn)定性，可用濃硫酸除去H2中的水蒸氣。

參考文獻(xiàn)：

林綺玲.“焰色反應(yīng)”的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究[B].化學(xué)教學(xué)，2010（06）∶47.

（作者單位 四川省西昌市禮州中學(xué)）