直觀快捷的氨分子擴(kuò)散多樣化實(shí)驗(yàn)

徐滔

摘 要：闡述了教科書上“分子運(yùn)動現(xiàn)象”探究實(shí)驗(yàn)的幾處不足，重新設(shè)計了一個改進(jìn)方案，能提高實(shí)驗(yàn)的效率與直觀效果。

關(guān)鍵詞：分子擴(kuò)散；濃氨水；酚酞；實(shí)驗(yàn)；改進(jìn)

現(xiàn)行人教版《義務(wù)教育教科書——化學(xué)》（九年級上冊）第49頁的“分子運(yùn)動現(xiàn)象”的探究實(shí)驗(yàn)，有不足之處，本人按照新的思路進(jìn)行了改進(jìn)，取得了預(yù)期效果。

一、教科書實(shí)驗(yàn)的不足

1.課本實(shí)驗(yàn)是兩個小燒杯（分別裝濃氨水和酚酞試液），外面要被另一個倒扣的大燒杯罩住，通常為500毫升的燒杯，氨水及酚酞的用量一般每樣25毫升以內(nèi)，而且要求在靜置的情況下觀察酚酞試液顏色的變化，通常是放在講臺，不利于教師把實(shí)驗(yàn)裝置移動給學(xué)生展示，影響了課堂實(shí)驗(yàn)的效果。如果考慮到要容易看清實(shí)驗(yàn)效果，要么使用實(shí)物投影儀要么增大藥品的用量。相應(yīng)的，小燒杯的體積要增大，同時，大燒杯的體積更要增大，一來降低了大燒杯內(nèi)氨氣的有效濃度，二來增大了藥品對空氣的污染。

2.整個氨分子擴(kuò)散過程需時較長，通常需要3～5分鐘，不利于課堂教學(xué)的現(xiàn)場調(diào)控。

3.沒有體現(xiàn)出溫度升高能夠加快分子運(yùn)動速度。

二、改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置和用品

1.實(shí)驗(yàn)用品：

鐵架臺一個；鐵夾一個；25～30厘米長，直徑2.5厘米兩端開口的燃燒管兩支；一長一短的橡膠管各一根；止水夾一個；單孔直玻璃管膠塞1個；單孔鈍角玻璃管膠塞1個；單孔膠塞一個；滴管一支；100毫升的玻璃注射針筒一個；250毫升抽濾瓶一個；250毫升燒杯一個；石棉網(wǎng)一塊；酒精燈一盞；火柴一盒；三腳架一個；裁剪成10厘米長3厘米寬的濾紙2條；鑷子一個；裝水的洗瓶一個；濃氨水一瓶；酚酞試液一瓶。

2.實(shí)驗(yàn)一裝置裝配圖如圖1：

3.實(shí)驗(yàn)二裝置裝配圖如圖2：

三、實(shí)驗(yàn)一改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象

1.如圖1，連接好儀器，止水夾夾緊橡膠皮管，用鑷子在燃燒管兩端分別放入一根濾紙條，調(diào)整使之貼著燃燒管壁，并面向?qū)W生，用酚酞試液把濾紙條浸濕。

2.用滴管從濃氨水的瓶子里吸取半滴管的濃氨水插到抽濾瓶上，塞緊膠塞，松開止水夾，把滴管里的濃氨水全部滴入抽濾瓶底，稍松開抽濾瓶上面的膠塞，使之能進(jìn)入空氣，此時，濃氨水里揮發(fā)出氨分子（NH3）。

3.緩慢抽動注射器，引導(dǎo)氨氣依次通過管道進(jìn)入燃燒管，并且從左到右擴(kuò)散，氨分子跟濾紙中的水化合生成一水合氨，顯弱堿性：

NH3+H2O←→NH3·H2O

NH3·H2O←→NH+4+OH-

氨跟水的反應(yīng)顯堿性使酚酞試液變紅色，并且可以看到靠近抽濾瓶端的濾紙比靠近注射器端的濾紙先變紅，直觀地顯示了氨分子的擴(kuò)散路徑和過程。

4.實(shí)驗(yàn)完畢，塞緊抽濾瓶上的膠塞，止水夾夾緊橡膠管，移開抽濾瓶，松開抽濾瓶端的膠塞，用洗瓶把水注入燃燒管，溶解吸收試管和注射器里面剩余的氨氣。再用鑷子取出濾紙，丟棄，最后用洗瓶沖洗兩端開口的試管，備用。

四、實(shí)驗(yàn)二改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象

1.如圖2連接好儀器，止水夾夾緊橡膠皮管，用鑷子在燃燒管兩端分別放入一根濾紙條，調(diào)整使之貼著燃燒管壁，并且面向?qū)W生，用酚酞試液把濾紙條全部浸濕。

2.用滴管從濃氨水的瓶子里吸取半滴管的濃氨水插到抽濾瓶上，塞緊膠塞，把滴管里的濃氨水全部滴入抽濾瓶底，然后點(diǎn)燃酒精燈，緊接著松開止水夾。很快，就可以看到揮發(fā)出來的氨氣依次使濾紙條從左到右變紅色，受熱膨脹的氣體推動注射器的活塞

運(yùn)動。

3.實(shí)驗(yàn)完畢，撤酒精燈，松開注射器處的橡膠管，把它放入裝有水的燒杯中，注射器中儲存的氣體也可注入燒杯的液面以下以吸收尾氣。

4.待抽濾瓶冷卻后，止水夾夾緊橡膠管，移開抽濾瓶，松開抽濾瓶端的膠塞，用洗瓶把水注燃燒管，溶解吸收試管里面剩余的氨氣。再用鑷子取出濾紙，丟棄，用洗瓶沖洗燃燒管，備用。

五、改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1.兩端開口的試管可架在鐵架臺，加上濾紙條面積較大，容易讓學(xué)生看清整個變色過程。

2.浸濕了酚酞試液的濾紙條變色的先后次序和變色過程可以直觀說明分子擴(kuò)散的方向和路徑，也直觀說明了加熱使分子運(yùn)動的速度加快。

3.需時短，在預(yù)先按圖連接好裝置，先放置好濾紙條的情況下，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的操作過程，均不超過兩分鐘，節(jié)約等待時間，利于課堂教學(xué)。

4.燃燒管可以在簡單沖洗甩干后重復(fù)使用，無需特別干燥。

5.濃氨水用量少，揮發(fā)產(chǎn)生的氨氣可以儲存在抽濾瓶中，還可重復(fù)使用，減少了污染，也利于事后的無害化處理。

6.燃燒管和注射器中剩余的氨氣，可以很方便地通過加水的方法全部溶解，在操作得當(dāng)?shù)那闆r下，幾乎完全無泄露，有利于

環(huán)保。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉永霜.幾個初三化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].化學(xué)教學(xué)，2011（10）：46.