探究燃燒條件實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

黃輝云

(福建省仙游第一中學(xué) 福建 莆田 351200)

引言

傳統(tǒng)的燃燒實(shí)驗(yàn)存在較多的弊端，在給學(xué)生帶來誤解的同時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)者的身體有一定的傷害。首先，傳統(tǒng)的白磷燃燒實(shí)驗(yàn)為敞口實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)釋放大量有毒氣體，嚴(yán)重危害人們的健康。其次，傳統(tǒng)的白磷燃燒實(shí)驗(yàn)中，白磷未與水直接接觸，這就導(dǎo)致了一些學(xué)生認(rèn)為水中的白磷不能夠燃燒。再次，傳統(tǒng)的燃燒實(shí)驗(yàn)因?yàn)榘琢着c空氣接觸進(jìn)行燃燒，所以一些學(xué)生認(rèn)為白磷燃燒不是由空氣中的氧氣引起的。由此可見，傳統(tǒng)的白磷燃燒實(shí)驗(yàn)存在這些弊端，不利于實(shí)驗(yàn)的環(huán)保性和嚴(yán)謹(jǐn)性的實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)傳統(tǒng)的燃燒實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行改進(jìn)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。

1.實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

傳統(tǒng)的白磷燃燒實(shí)驗(yàn)裝置，熱水并沒有與白磷直接接觸，而是通過熱空氣的傳播，間接地讓白磷進(jìn)行受熱，從而提升白磷自身的溫度，當(dāng)白磷的溫度達(dá)到一定程度，白磷也就能夠進(jìn)行燃燒。并且，白磷燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體，而傳統(tǒng)的白磷燃燒實(shí)驗(yàn)又為敞口實(shí)驗(yàn)，那么老師與學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，就有極大可能會(huì)吸入有毒的氣體，從而危害實(shí)驗(yàn)操作者的身體。另外，即使操作者保護(hù)得當(dāng)，沒有吸入有毒氣體，那么有毒氣體排放到空氣中，對(duì)環(huán)境的污染也是一個(gè)重要的問題。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，讓改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置能夠讓學(xué)生在操作的過程中保證自己的安全，同時(shí)能夠減少對(duì)環(huán)境的污染。

例如：對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，需要處理好白磷燃燒釋放有毒氣體危害環(huán)境以及白磷的回收問題。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置是敞口裝置，所以白磷燃燒產(chǎn)生的氣體直接排放到空氣中，從而危害環(huán)境。因此，為了防止白磷燃燒產(chǎn)生的氣體釋放到空氣中，可以將白磷的燃燒實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到密閉的集氣瓶中進(jìn)行，這就有效地解決了白磷燃燒產(chǎn)生氣體排放到空氣中的問題。并且，白磷燃燒后剩余的物質(zhì)始終留在集氣瓶中，有利于實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)這些物質(zhì)的回收[1]。

2.實(shí)驗(yàn)探究方法的改進(jìn)

探究白磷燃燒與哪些因素有關(guān)，需要嚴(yán)格按照控制變量法，從而才能夠準(zhǔn)確地確定白磷燃燒所需要的條件。但在傳統(tǒng)的白磷燃燒探究實(shí)驗(yàn)中，首先，白磷燃燒要達(dá)到白磷的燃點(diǎn)，但白磷燃燒與空氣接觸，不能夠準(zhǔn)確地確定是空氣中的氧氣使白磷進(jìn)行燃燒。因此，這一實(shí)驗(yàn)的過程是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。并且，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的白磷燃燒實(shí)驗(yàn)沒有跟水直接接觸，所以有的人就這樣認(rèn)為：白磷在水中不會(huì)進(jìn)行燃燒。而這一想法和觀點(diǎn)，往往會(huì)危害著人們的生活。如：當(dāng)生活中白磷燃燒時(shí)，如果人們錯(cuò)誤地認(rèn)為白磷在水中不會(huì)進(jìn)行燃燒，從而用水去進(jìn)行滅火，往往會(huì)對(duì)事情的處理有著壞的影響。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，幫助學(xué)生去更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)厝ミM(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作。并且，在實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照控制變量法的要求，從而保證實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

例如：為了證明白磷在水中也能夠進(jìn)行燃燒這一觀點(diǎn)，可以在封閉的集氣瓶中注入熱水，直到熱水浸沒白磷，達(dá)到隔絕空氣的目的。并且，熱水的溫度應(yīng)該達(dá)到白磷的燃點(diǎn)，從而才能達(dá)到控制變量的要求。另外，明確探究的目的：證明白磷能夠在氧氣中進(jìn)行燃燒。因此，通入的氣體應(yīng)該為純氧氣，為了能夠讓白磷在熱水中與氧氣直接接觸，應(yīng)該選用一根玻璃導(dǎo)管將氧氣直接導(dǎo)到白磷的表面。而純氧氣的制取，應(yīng)該考慮到制取到原材料的造價(jià)以及制取過程中是否會(huì)產(chǎn)生其它危害到環(huán)境的物質(zhì)。綜合考慮，雙氧水與二氧化錳這一組合制取氧氣的選擇是最優(yōu)的。因此，通過在一個(gè)密閉集氣瓶中制取氧氣，再將制取的氧氣直接導(dǎo)入到白磷的表面。通過觀察發(fā)現(xiàn)：在氧氣的作用下，白磷在達(dá)到燃點(diǎn)的情況下，能夠在水中進(jìn)行燃燒[2]。因此，通過這樣的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，能夠?qū)?shí)驗(yàn)探究變得更加細(xì)化、更加具體。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后處理方法的改進(jìn)

白磷不論是在敞口裝置中燃燒還是在密閉裝置中進(jìn)行燃燒，都會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害物質(zhì)，這些有毒有害物質(zhì)如果不及時(shí)處理，那么就可能對(duì)環(huán)境帶來一定的危害，這是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求所不能夠接受的。因此，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)后，通過一些方法，對(duì)這些有毒有害物質(zhì)進(jìn)行處理是非常重要的。這就說明，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后有毒有害物質(zhì)的處理也是實(shí)驗(yàn)條件改進(jìn)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。

例如：白磷燃燒產(chǎn)生大量的五氧化二磷，而五氧化二磷在白磷燃燒時(shí)以白煙的形式表現(xiàn)出來，會(huì)隨空氣而進(jìn)行擴(kuò)散。而改進(jìn)過的實(shí)驗(yàn)裝置將五氧化二磷封閉在容器中，但實(shí)驗(yàn)后隨著封閉裝置內(nèi)溫度的冷卻，五氧化二磷會(huì)以固態(tài)的形式附著在集氣瓶上，因此，對(duì)集氣瓶上五氧化二磷的處理也是一個(gè)問題。在對(duì)集氣瓶進(jìn)行清理的過程中，將集氣瓶?jī)?nèi)的水去除，而五氧化二磷附著在集氣瓶?jī)?nèi)部，未能進(jìn)行去除。這時(shí)，可以才用氫氧化鈉溶液進(jìn)行集氣瓶的清洗，氫氧化鈉溶液能夠與五氧化二磷進(jìn)行反應(yīng)，從而生成磷酸鈉溶液。這一過程，也就將五氧化二磷從集氣瓶上清洗下來，從而實(shí)現(xiàn)了集氣瓶的清洗[3]。

結(jié)束語

在進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的過程中，以白磷燃燒為例，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，從而讓實(shí)驗(yàn)更加地環(huán)保；通過對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)，使實(shí)驗(yàn)變得更加嚴(yán)謹(jǐn)，從而讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說服力；而通過實(shí)驗(yàn)后的處理方法進(jìn)行改進(jìn)，有助于實(shí)驗(yàn)后物質(zhì)的處理。通過這些方面的改進(jìn)，能夠促進(jìn)燃燒實(shí)驗(yàn)向著環(huán)保、嚴(yán)謹(jǐn)、高效的方向發(fā)展，從而有利于化學(xué)燃燒實(shí)驗(yàn)更好地進(jìn)行。