石蠟油分解實驗的再改進

摘要：針對教材中石蠟油分解實驗所存在的問題，經(jīng)過多次實驗，剖析了問題根源，探究出了碎瓷片所起的實質(zhì)作用以及影響實驗效果的因素，進而對實驗進行了改進，使裝置更簡單，操作更方便，現(xiàn)象更明顯。

關鍵詞：石蠟油分解實驗；碎瓷片；實驗改進

文章編號：1005–6629（2013）11–0054–02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 問題的提出

“石蠟油分解實驗”按人教版教材方法（見圖1）進行實驗[1]，效果不太好：產(chǎn)生的裂化氣很少，酸性KMnO4溶液褪色和溴的CCl4溶液褪色整個過程需要10多分鐘；用排水法幾乎收集不到裂化氣，無法點燃，更不能在導管處直接點燃；裂化氣少且不穩(wěn)定，褪色過程中有倒流的危險。即發(fā)生熱裂化，其裂化氣能使酸性KMNO4溶液或溴的CCl4溶液褪色，溫度的提高固然成了本實驗成功的關鍵。由于普通酒精燈可提供600℃的高溫，碎瓷片是常見的無污染材料，那么溫度的提高還與哪些因素有關呢？有沒有一種更簡捷的改進方法來增強實驗效果呢？筆者經(jīng)過多次實驗，探究出了影響實驗效果的因素，提出了相應的改進方法。

2 實驗探究

2.1 實驗過程

主要實驗過程及現(xiàn)象見表1。

2.2 實驗分析

（1）從實驗①和②可以看出，盡管加了碎瓷片，但只要石蠟處于沸騰狀態(tài)，石蠟未完全氣化，則石蠟油和石蠟蒸氣的溫度都不會升高，只能停留在沸點附近的某個溫度范圍內(nèi)，達不到裂化所需的溫度，所以沒有裂化氣產(chǎn)生。大部分的石蠟蒸氣在具支試管上端回流，只有極少量的石蠟蒸氣被導出且不穩(wěn)定，故酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液都不褪色，也不能看見氣體燃燒，而且還有倒流的危險，證明了碎瓷片沒起催化作用。

（4）從實驗⑤和⑥得知，石蠟蒸氣與碎瓷片共熱產(chǎn)生裂化氣沒有先將碎瓷片升溫后再加入少量石蠟油產(chǎn)生裂化氣的效果好，說明前者升高的溫度沒有后者的高。所以碎瓷片先單獨加熱，具有明顯的升溫效果，當?shù)稳胧炗?，能快速產(chǎn)生裂化氣，能快速看見溶液褪色。氣體連續(xù)且持續(xù)燃燒，看見明亮的火焰，且有較多的裂化油生成。同時證明碎瓷片具有升溫作用，而且升溫效果與操作順序有關。

2.3 實驗總結(jié)

2.3.1 教材實驗效果不好的原因

從上述對比實驗分析得知，教材石蠟油分解實驗效果不好的原因在于：石棉中的石蠟油與碎瓷片幾乎處于共熱狀態(tài)，溫度難以升至裂化溫度。如果石棉浸透的石蠟油過多，大量的石蠟蒸氣在管口凝結(jié)回流，相當于石蠟油、石蠟蒸氣、碎瓷片共熱，溫度停留在石蠟油沸點附近，相似于實驗①和②，所以沒有裂化氣產(chǎn)生。如果石棉中的石蠟油較少，石蠟油蒸發(fā)后蒸氣與碎瓷片一直處于共熱狀態(tài)，碎瓷片升溫不明顯，相似于實驗⑤，所以只有少量的裂化氣產(chǎn)生。再加上石棉本身吸熱影響著石蠟油沸點到達的時間，所以都導致整個加熱和褪色過程非常緩慢，有倒流的危險，氣體不能持續(xù)地燃燒，也沒有（或較多的）裂化油生成。般需4 min左右）再滴入石蠟油，立即就能產(chǎn)生大量的裂化氣。當反應溫度越高且反應物足夠多時，還能產(chǎn)生裂化油。

3 實驗改進

改進后的實驗采用常見易得的碎瓷片作為升溫劑，且碎瓷片盡量敲成小塊狀，以增大接觸面積。采用普通酒精燈加套燈罩作為加熱工具，操作方便，同時避免了使用噴燈易造成反應容器變形。筆者提供了以下實驗方案。

3.1 步驟及現(xiàn)象

按圖2連接實驗裝置，將約15 g碎瓷片裝入φ18×180 mm的具支試管（體積約占試管的1/3），將套有膠塞的滴管吸入少量石蠟油后塞緊管口，用加防風罩的酒精燈先預熱底部后再集中加熱。約4 min后，滴入3～4滴石蠟油，具支試管上方立即產(chǎn)生大量白霧狀裂化氣，氣體導出通入酸性KMnO4溶液，約1 min后紫色褪去，再通入溴的CCl4溶液，約1 min后紅色褪去。最后接入尖嘴導管，點燃氣體，持續(xù)燃燒，呈明亮火焰。停止加熱冷卻后，具支試管上端管壁附有褐色的裂化油，倒出碎瓷片散盡裂化氣后加入酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液，均能褪色。

3.2 改進后的優(yōu)點

升溫材料易得易回收，無污染，實驗裝置及操作簡單，實驗現(xiàn)象明顯。不但讓學生對裂化氣的產(chǎn)生和性質(zhì)有深刻的認識，而且附帶產(chǎn)生的裂化油還可拓展學生的知識，激發(fā)學生的興趣。

參考文獻：

[1]宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學2（必修）[M].北京：人民教育出版社，2004：67.

[2]李同靈，丁偉.石蠟催化裂化演示實驗的改進[J].化學教學，2013，（4）：54.

[3][4]劉懷樂.中學化學實驗與教學研究[M].重慶：西南師范大學出版社，1996：396.