自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器

甘肅省民勤縣第四中學(733399) 白俊杰

在“用量少、成本低、污染小、實用性強、充分利用生活中的常見用品和廢棄物”原則的指導下，筆者設計了微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器。

1 使用材料和試劑

粉狀青霉素試劑瓶3個、20 mL醫(yī)用注射器3個、同規(guī)格一次性注射器針頭7個、一次性靜脈注射細導管5段、銅絲、濃硝酸。

2 裝置設計及實物圖

自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器的設計圖見圖1。

圖1 自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器設計圖

3 轉(zhuǎn)化器的用途及使用

利用自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器探究溫度變化對化學平衡移動的影響、探究壓強變化對化學平衡移動的影響。

3.1 氣體的制取

(1)檢查裝置的氣密性：先打開K1、K2、K3、K4，再用注射器向2號瓶中注入空氣。若1、3號瓶上連接的注射器活塞向外移動，則證明氣密性良好。

(2)向2號瓶中加入銅絲，用注射器抽去裝置中的空氣。

(3)用注射器向2號瓶中注入適量濃硝酸，反應一段時間，使1、2、3號瓶內(nèi)充滿紅棕色氣體。

(4)調(diào)整1、3號瓶上連接的注射器活塞在10 mL刻度處，夾住K1、K2、K3、K4。

3.2 探究溫度變化對平衡移動的影響

操作：把1號瓶放在熱水里，把3號瓶放在冰水(冷水)里，把2號瓶置于室溫下(做空白對照實驗)，一段時間后觀察對比1、2、3號瓶中氣體顏色的變化。

現(xiàn)象：1號瓶中紅棕色氣體顏色較2號瓶中紅棕色氣體顏色深，3號瓶中紅棕色氣體顏色較2號瓶中紅棕色氣體顏色淺。

3.3 探究壓強變化對平衡移動的影響

操作：先把1號瓶上連接的注射器活塞迅速移動到5 mL刻度處，觀察紅棕色氣體顏色的變化并與2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色進行對比分析，再把3號瓶上連接的注射器活塞迅速移動到20 mL刻度處，觀察紅棕色氣體顏色的變化并與2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色進行對比分析。

現(xiàn)象：1號瓶上連接的注射器內(nèi)紅棕色氣體先突然加深隨后又逐漸變淺，但最終比2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色深。3號瓶上連接的注射器內(nèi)紅棕色氣體先突然變淺隨后又逐漸變深，但最終比2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色淺。

結(jié)論：增大壓強,平衡向氣體體積減弱的方向移動；減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動。

4 轉(zhuǎn)化器的優(yōu)點

制作該微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器的主要原料是已消毒處理的廢舊青霉素試劑瓶、醫(yī)用注射器和一次性靜脈注射細導管，實現(xiàn)了廢物再利用，節(jié)約了成本。該微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉(zhuǎn)化器在課堂教學中使用方便，操作簡單，試劑用量少，現(xiàn)象明顯。把抽象問題簡單化，通過實驗現(xiàn)象幫助學生理解了溫度和壓強對化學平衡移動的影響，大大提高了課堂的教學效率和教學質(zhì)量。