氣體采樣袋在演示實驗中的創(chuàng)新應(yīng)用

摘 要：演示實驗是化學(xué)課堂教學(xué)不可或缺的組成部分。涉及氣體性質(zhì)的演示實驗過程中，常常會遇到氣體制備耗時過長影響教學(xué)進度；事先收集在集氣瓶中的氣體泄露達不到演示實驗預(yù)期；課堂上臨時制備的氣體未經(jīng)除雜純度不夠?qū)е聦嶒炐Ч患选＝虒W(xué)中嘗試用氣體采樣袋用于課堂演示實驗，方便、快捷、效果好。

關(guān)鍵詞：氣體；演示實驗；采樣袋；創(chuàng)新

一、問題的提出

在蘇教版《化學(xué)2》的“乙烯”這節(jié)課中涉及到幾個重要的演示實驗：

①乙烯與溴水（或溴的四氯化碳溶液）；②乙烯與酸性高錳酸鉀溶液；③乙烯的燃燒。傳統(tǒng)的教學(xué)獲取氣體的方法是：在課堂當(dāng)中用濃硫酸、乙醇以及其他一些儀器臨時組裝、制備氣體。耗時在10-15分之間，耗時過長，并且該過程中還存在副反應(yīng)使制備的乙烯存在像二氧化硫這樣的氣體雜質(zhì)，對乙烯氣體性質(zhì)的探究存在干擾，若在制備裝置中增加洗氣除雜裝置，這樣導(dǎo)致氣體的制備獲取在該節(jié)課中所占的權(quán)重過大。與此類似的還有SO2、Cl2等氣體。

如何才能解決將本節(jié)課教學(xué)時間分配趨于合理，在教學(xué)中突出氣體性質(zhì)的探究，使演示實驗現(xiàn)象明顯呢？問題的癥結(jié)在于如何解決純凈氣體提供。

二、創(chuàng)新思路和方法

基于以上問題的剖析，筆者認為將氣體的制備置于課前，將它作為課前準備的一部分，實驗時間和空間都有了良好的拓展與延伸。其實在初中科學(xué)中涉及O2、CO2性質(zhì)的實驗所需氣體都是課前事先備好的。區(qū)別在于演示實驗中乙烯是“主動方”，以氣流形式通入到溴水、高錳酸鉀溶液中，故不能儲存于集氣瓶中，應(yīng)該將氣體收集于具有氣體驅(qū)趕功能的設(shè)備中，氣體樣品采樣正好可以解決儲存、驅(qū)趕形成氣流以及在多個班級上課需要氣體量較大的問題。

（一）集氣桶的制作（如圖1）

取500-1000mL的廢棄空瓶（塑料、玻璃材質(zhì)），除去外表的包裝紙并清洗，利用手鉆在瓶子底部鉆出若干小孔，再將三角漏斗倒置用膠與瓶子底部無縫黏合。

（二）氣體的制備、凈化、收集與儲存

創(chuàng)新實驗裝置如圖2所示：

（1）裝置說明：該裝置由氣體發(fā)生部分、凈化部分、氣體收集部分、手壓塑料打氣筒、氣體采樣袋及夾持固定部分組成。

（2）準備：集氣桶裝滿水并倒置于水槽中；手壓塑料打氣筒處于壓縮態(tài)；氣體采樣袋處于真空狀態(tài)，兩個閥門中連接橡皮管閥門處于開啟狀態(tài)，另一閥門關(guān)閉，

（3）操作步驟：①按照圖示組裝裝置，對氣體發(fā)生裝置進行氣密性檢查；②裝入藥品制備氣體；③用溴水檢驗產(chǎn)生的氣體；④乙烯純度的檢驗；⑤用集氣桶收集氣體；⑥用手壓塑料打氣筒將氣體壓入氣體采樣袋，集滿所需氣體量后關(guān)閉閥門放置備用。

（三）氣體采樣袋在演示實驗中的使用案例

案例1：乙烯與溴水反應(yīng)。

如圖3所示，連接好實驗裝置。

操作說明：打開氣體采樣袋閥門，用手輕輕按壓氣體采樣袋，通過錐形瓶中氣泡速度觀察氣流速度以便通過手壓的力量來控制氣體流速。待溴水顏色完全褪去，關(guān)閉氣閥即可。如果在上圖所示裝置的基礎(chǔ)上將溴水換成酸性高錳酸鉀溶液便可進行乙烯與酸性高錳酸鉀溶液的演示實驗。

案例2：乙烯的燃燒。

如圖4所示：連接好裝置。

操作說明：打開氣閥，用手輕輕按壓氣體采樣袋，在玻璃導(dǎo)管尖嘴處點燃氣體，根據(jù)燃燒的現(xiàn)象判斷是否需要改變氣流。

三、氣體采樣袋的清洗與干燥

將氣體采樣袋的兩個氣閥都開啟，用手壓打氣筒不斷鼓入干燥的熱空氣，直至采樣袋中原先殘留的氣體和水蒸氣全部排凈；再將其中一個氣閥關(guān)閉，另一開啟的氣閥與手壓打氣筒反向連接，將氣體采樣袋抽成真空，關(guān)閉氣閥即可。

四、注意事項及說明

（1）將集氣桶中的氣體壓入氣體采樣袋時，手壓打氣筒吸入集氣桶的氣體時要緩慢，以防不慎將水吸入氣筒。

（2）氣體采樣袋保存和使用過程中與高溫物體和明火保持適當(dāng)距離，避免與尖銳物體接觸。

（3）氣體采樣袋適合充裝各種氣體如：硫化物、鹵化物、及有機氣體等，氣體采樣袋可在1-3月內(nèi)確保組分恒定不變。

（4）充氣壓力不宜超過2900Pa，最佳使用壓力為500Pa，直觀觀察為氣袋充分鼓氣，但手指按壓并不十分緊繃。

作者簡介：徐宏（1977—），男，浙江武義人，本科，中學(xué)一級，主要研究方向：高中化學(xué)。