注射器在中学化学实验中的应用

1、注射器在中学化学实验中的应用 马雪慧,王乐善(河南省开封教育学院, 河南 开封 475004 摘 要 注射器具有密封性强、 可伸缩性等特点, 在中学化学实验中有常规仪器所不具备的优越性.本文对注射器在中学化学实验中的应用进行探讨, 并运用注射器对相关实验进行了改进, 以求起到简化实验装置、 提升实验功能、 减少环境污染的作用。 关键词 注射器; 化学实验 中图分类号 O6-3 文献标识码 A 文章编号 1008-5149(2009 04-0151-02注射器是一种普通的医疗器械, 具有密封性强、 可伸缩性等特点, 现在它越来越多地出现在化学实验装置和实验习题 中, 现行中学化学教材中许多实验都

2、可以利用注射器进行改进。注射器在微型化学实验中发挥不可替代的作用。本文对注 射器在中学化学实验中的应用进行了探讨, 并运用注射器对相关实验改进, 以求起到简化实验装置、 提升实验功能、 减少环 境污染的作用。1替代部分试管反应优点:用于生成物易被氧化或有毒实验, 反应过程封闭性好, 产物易处理。实例一:Fe(OH2生成与氧化的实验改进在高中 化学 教材中, 此实验是在敞口容器 试管中进行, 反应物直接与空气接触, 由于 Fe(OH2在空气中非常容易被 氧化, 所以学生还没有观察到生成的 Fe(OH2白色沉淀, 就被空气中的氧气氧化为红褐色的 Fe(OH3了。我们利用注射器, 对 此实验进行了改

3、进:先用 20mL 注射器吸入 FeSO 4溶液 5mL, 再吸入 1mLNaOH 溶液, 由于注射器封闭性较好, 反应物基本与空 气隔绝, 使生成的 Fe(OH2白色沉淀在注射器内能保留一定时间, 给学生观察创造了时间, 使实验更具有说服力。此时, 再吸 入 5mL 空气, 震荡, 溶液即刻转变为红褐色的 Fe(OH3, 由于注射器是无色透明的, 能很容易观察到这些颜色的变化, 操作过程简单, 因此无论是课堂演示还是学生实验均能较好的完成。实例二:铜跟稀硝酸反应生成一氧化氮气体的实验改进在高中 化学 教材中, 此实验是在试管上系一个塑料袋, 使生成的无色气体 NO 进入塑料袋观察颜色, 然后

4、再松开, 让空气进入, 观察红棕色 NO 2气体的生成。这样即便选用无色透明的塑料袋, 由于塑料袋相对 于生成的气体来说体积较大, 不利观察, 更不利于将其中的空气排空, 所以操作起来有一定难度, 很容易造 成失败。我们同样利用注射器, 对此实验进行了改进(如图 1:先将一无色透明的气球套在胶塞上, 用带针 头的注射器抽干气球内的空气备用, 将 3克细铜丝放入 20mL 注射器中, 压平挤出空气, 吸入 15mL 热的稀硝 酸, 并将针头插入胶塞, 使注射器中产生的气体进入气球。观察无色气体 NO 的生成, 当气球充满后, 拔出 针头, 将酸液挤出, 反应随即停止。再用注射器吸取 10mL 空

5、气注入气球, 观察气体由无色变成红棕色, 实验 完成后, 用注射器抽取红棕色 NO 2气体, 推入碱液吸收。改进后的实验, 由于体系隔绝空气, 封闭性较好, 能很容易地观察到无色 NO 气体的生成, 并能随时挤 压出酸液而终止反应, 控制产生气体的体积, 以微量药品达到最佳效果。注入空气后, 气体的颜色变化过程 也能够通过控制注入空气的速度进行调控。将针头密封, 推动注射器加压, 气体颜色先变深后变浅, 很容易 收稿日期 2009-05-06 作者简介 马雪慧 (1982- , 女, 河南开封人, 讲师, 主要从事化学教学工作。 图 1铜跟稀硝 酸反应生成 一氧化氮气体2009年 07月 内

6、蒙 古 民 族 大 学 学 报 Jul.2009第 15卷 第 4期 Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Vol.15No.4151验证 NO 2气体与 N 2O 4气体之间的平衡移动, 实验完成后, 将产生的少量 NO 2气体, 用碱液吸收, 可以有利于保护环境, 给学生传达绿色化学的思想。此装置同样适用于 锌与稀硫酸反应制取氢气的反应, 且由于封闭性较好产生的氢气可以在针头处直接点燃。2用于吸取或加注液体优点:易于控制吸取或加注液体的流速及用量、 操作简便实例三:实验室制备氯水的实验改进在高中 化学 教材学生实验五中

7、, 需要新制备的氯水。教师常用的制备方法是:用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气, 再将氯气通入水中制得氯水, 这样产生的氯气反应物用量大, 且难免有溢出, 造成环境污染, 不利于师生身体健康。我们同样利用注射器对此实验进行了改进:用导管连接两支带单孔胶塞的 100mL 锥形瓶, 在胶塞上分别插入 50mL 注射器(如图 2所示, 1号注射器内吸入浓盐酸, 锥形瓶内加入高锰酸钾, 2号锥形瓶内加入蒸馏水, 注射器上连接医用输液管到液面以下。滴入浓盐酸开始反应, 结束时用 2号注射器将氯水 抽出即可。改进后的实验装置有以下优点:装置简便、 易于安装; 封闭性好, 氯气不会溢出造成环境污染; 反应易于控

8、制, 随 用随做, 随关随停; 制得的氯水浓度大, 实验效果好。实例四:改进喷泉实验在高中 化学 教材中, 利用氨气在水中的溶解度大而设计为喷泉实验, 由于使用滴管, 造成挤入的水量较少, 常导致实 验失败, 如将滴管改为注射器, 注入的水量可在很大程度上调节, 则可避免实验失败。实例五:焰色反应的改进在高中 化学 教材中的焰色反应, 是用铂丝蘸取少量溶液在火焰上灼烧的方法进行, 这样产生的火焰面积小, 颜色淡, 必须通过蓝色钴玻璃才能看到较淡的紫色。我们同样利用注射器, 对此实验进行了改进:用注射器吸取溶解氯酸钾固体的 甲醇溶液, 在酒精灯的火焰上方推动注射器, 将溶液喷出, 因喷出的液体存在一定的压力, 同时点燃会腾起一条长长的紫色 火龙, 现象明显, 易于操作。总之, 由于具有注射器体积小、 密封性强、 可伸缩性、 安全可靠、